2025年航天知识竞赛试题及答案

2025年航天知识竞赛试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.中国探月工程“嫦娥七号”任务的核心目标是：A.实现月面软着陆并开展巡视探测B.在月球南极区域寻找水冰等挥发物C.完成月球样品自动采样返回D.建立月球永久观测站答案：B2.以下哪种火箭发动机是目前商业航天领域最具复用潜力的类型？A.液氧煤油发动机B.液氢液氧发动机C.液氧甲烷发动机D.固体火箭发动机答案：C（液氧甲烷燃料成本低、结焦少，更适合重复使用）3.2024年发射的“鹊桥二号”中继卫星主要服务于我国哪项深空探测任务？A.天问二号小行星采样返回B.嫦娥七号月球南极探测C.夸父二号太阳探测D.载人登月工程前期验证答案：B（为月球背面及南极区域提供通信中继）4.航天器在近地轨道运行时，轨道高度低于多少公里会因大气阻力迅速衰减？A.100公里B.200公里C.300公里D.400公里答案：B（近地轨道通常指200-2000公里，低于200公里大气阻力显著）5.北斗全球卫星导航系统中，静止轨道卫星（GEO）的轨道周期为：A.12小时B.24小时C.12恒星时D.23小时56分4秒答案：D（与地球自转周期同步，实际为恒星日）6.太阳同步轨道卫星的主要特点是：A.轨道平面绕地球自转轴的进动角速度等于太阳视运动角速度B.始终正对太阳，太阳能帆板效率最高C.轨道倾角为0°，覆盖赤道区域D.轨道高度与地球同步轨道相同答案：A（保证卫星每次经过同一纬度地面点时，太阳高度角大致相同）7.我国“天问二号”探测器计划采样的小行星是：A.图塔蒂斯（4179Toutatis）B.贝努（Bennu）C.近地小行星2016HO3D.灵神星（16Psyche）答案：C（2016HO3是地球共轨小行星，探测难度较低）8.空间站长期驻留时，航天员骨钙流失的主要原因是：A.宇宙辐射抑制成骨细胞B.微重力环境导致肌肉萎缩，骨骼承重减少C.太空食品钙含量不足D.航天器屏蔽材料吸收钙元素答案：B（微重力下骨骼无需支撑体重，破骨细胞活性高于成骨细胞）9.以下哪种推进技术属于电推进范畴？A.固体火箭发动机B.霍尔效应推进器C.液氧液氢发动机D.脉冲等离子体推进器答案：B（霍尔推进器利用电场加速离子产生推力，属于电推进）10.月球表面“月海”的实际成分是：A.冻结的水B.远古火山喷发形成的玄武岩C.富含金属的撞击熔融物D.太阳系早期残留的冰物质答案：B（月海是由玄武岩填充的撞击盆地）11.火箭发射时，一级火箭分离后落区控制技术主要通过哪种方式实现？A.增大发动机推力使残骸坠入海洋B.利用栅格舵调整落区C.让一级火箭自行飞回发射场D.通过地面雷达引导残骸坠落答案：B（栅格舵可在大气层内控制残骸飞行方向）12.航天器热防护系统中，“烧蚀材料”的工作原理是：A.通过反射热辐射降低温度B.材料表面分解或熔化带走热量C.利用相变材料储存热量D.通过主动冷却循环散热答案：B（烧蚀材料通过自身分解、熔化或汽化消耗热量）13.国际空间站（ISS）退役后，其接替者“天宫”空间站的设计寿命为：A.10年B.15年C.20年D.无限期（可扩展）答案：C（我国空间站设计寿命不小于10年，通过维护可延长至20年）14.以下哪项是小行星采样返回任务的关键技术？A.高分辨率深空成像B.弱引力环境下的采样机构设计C.超高速再入大气层技术D.以上都是答案：D（需同时解决成像识别、弱引力采样和高速再入问题）15.太阳活动对航天器的主要影响不包括：A.高能粒子辐射损坏电子设备B.电离层扰动影响通信C.地球大气密度增加导致轨道衰减D.改变航天器轨道根数答案：D（太阳活动不直接改变轨道根数，主要影响环境）16.我国“长征十号”运载火箭的主要任务是：A.近地轨道重型卫星发射B.载人登月工程C.火星采样返回D.空间站舱段发射答案：B（长征十号是载人登月火箭，地月转移轨道运载能力约27吨）17.卫星通信中，Ka频段相比C频段的优势是：A.抗雨衰能力更强B.可用带宽更大C.设备体积更小D.传输距离更远答案：B（Ka频段频率更高，可用带宽更宽，适合高速通信）18.微重力环境下，液体在容器中呈现球形的原因是：A.表面张力占主导作用B.重力消失导致密度分层消失C.分子间吸引力增强D.容器壁摩擦力减小答案：A（微重力下重力影响减弱，表面张力使液体趋于最小表面积的球形）19.以下哪项是“星舰”（Starship）与“长征五号”的主要区别？A.推进剂类型B.可重复使用设计C.运载能力D.发射场位置答案：B（星舰设计为完全复用，长征五号目前部分复用）20.2025年计划发射的“爱因斯坦探针”卫星主要科学目标是：A.探测系外行星大气B.观测黑洞爆发等时域天文现象C.绘制宇宙暗物质分布图D.研究太阳耀斑爆发机制答案：B（爱因斯坦探针专注于时域天文学，捕捉快速变化的天体现象）二、填空题（每题2分，共30分）1.中国空间站“天宫”的核心舱名为______，其主要功能是控制、管理空间站并为航天员提供生活支持。答案：天和2.火箭的“比冲”是衡量发动机效率的关键参数，定义为______与推进剂重量流量的比值。答案：推力3.月球背面因无法直接与地球通信，需通过______卫星中转信号，我国已发射“鹊桥”和“鹊桥二号”完成该任务。答案：中继4.航天器返回地球时，再入大气层的“黑障”现象是由于______导致无线电信号中断。答案：高温等离子体屏蔽5.太阳帆的推进原理是利用______产生的光压推动航天器前进，无需消耗推进剂。答案：太阳光6.我国“羲和号”卫星是首颗太阳Hα谱线探测卫星，其科学目标是研究______活动规律。答案：太阳（注：Hα谱线是太阳色球层活动的重要观测谱线）7.深空探测任务中，“引力弹弓”效应通过______的引力场加速或改变航天器轨道，可大幅节省燃料。答案：行星8.空间站生命保障系统中，“电解制氧”技术是通过电解______产生氧气，同时生成氢气。答案：水9.卫星的“轨道倾角”是指轨道平面与______之间的夹角，0°为赤道轨道，90°为极轨道。答案：地球赤道平面10.我国“双曲线二号”可复用液体运载火箭采用______发动机，其成功回收验证了商业航天的低成本发射能力。答案：液氧煤油11.月球表面昼夜温差极大（约-180℃至120℃），主要原因是月球没有______调节温度。答案：大气层（或大气）12.天问一号任务中，“祝融号”火星车的能源系统主要依靠______提供电力，辅以放射性同位素热电池。答案：太阳能帆板13.火箭发射时，“最大动压”（MaxQ）出现在______阶段，此时空气密度与速度的综合作用对箭体结构压力最大。答案：跨声速（或亚声速转超声速）14.卫星导航系统中，“三频信号”设计的主要目的是______，提高定位精度。答案：消除电离层延迟误差15.2024年发射的“嫦娥六号”完成了月背采样返回任务，其带回的样品中可能包含______（填“月海”或“高地”）区域的物质，对研究月球演化更具价值。答案：高地（月背高地保存了更古老的月壳物质）三、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.火箭级数越多，运载效率越高。（）答案：×（级数过多会增加结构重量，降低效率）2.卫星的轨道高度越高，运行速度越快。（）答案：×（根据开普勒定律，轨道越高，线速度越小）3.载人飞船返回时，降落伞是唯一的减速手段。（）答案：×（需依次通过再入大气层减速、降落伞减速、反推发动机最终减速）4.月球上看地球会有“地相”变化，类似于地球上看到的月相。（）答案：√（地球反射太阳光，月球上观测会有圆缺变化）5.太阳活动高峰年，航天器的辐射防护需求会降低。（）答案：×（太阳高能粒子爆发更频繁，需加强防护）6.空间站的“舱段对接”必须在同一轨道高度进行。（）答案：√（需通过轨道机动使两者处于相同轨道）7.小行星的轨道倾角越大，其与地球碰撞的概率越低。（）答案：√（高倾角轨道与地球公转平面交角大，相遇机会少）8.液体火箭发动机的比冲通常高于固体火箭发动机。（）答案：√（液体推进剂能量密度更高）9.卫星的“轨道周期”是指卫星绕地球飞行一周的时间，与轨道高度无关。（）答案：×（轨道高度越高，周期越长）10.我国“天舟”货运飞船不仅能运输物资，还具备补加空间站推进剂的能力。（）答案：√（天舟系列支持推进剂在轨补加）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述近地轨道（LEO）与地球同步轨道（GEO）的主要区别。答案：近地轨道高度约200-2000公里，运行周期约90分钟，覆盖范围随轨道倾角变化，适合遥感、载人航天等任务；地球同步轨道高度约35786公里，周期23小时56分4秒，与地球自转同步，轨道倾角0°时为静止轨道，适合通信、气象卫星等需要定点覆盖的任务。两者在高度、周期、应用场景上有显著差异。2.航天器热防护系统需要应对哪些极端环境？常用的防护手段有哪些？答案：需应对的极端环境包括：①再入大气层时的高温（可达数千摄氏度）；②空间环境中的冷热交变（向阳面与背阳面温差可达数百度）；③微流星体撞击。常用手段：①烧蚀材料（通过自身分解带走热量）；②辐射冷却（利用高发射率涂层散热）；③多层隔热材料（MLI，通过真空层减少热传导）；④主动冷却（如空间站的液体循环散热系统）。3.小行星采样返回任务中，为何选择近地小行星作为目标？需突破哪些关键技术？答案：选择近地小行星的原因：距离地球近，探测成本低；轨道与地球接近，采样返回任务周期短；部分近地小行星可能含有太阳系早期物质，科学价值高。关键技术：①弱引力环境下的采样机构设计（需避免小行星引力过小导致采样器反弹）；②高精度自主导航（深空环境下地面测控延迟大）；③高速再入返回（采样舱以第二宇宙速度再入大气层，热防护要求极高）；④样品密封保存（防止太空物质污染）。4.中国空间站“天宫”的科学实验柜相比国际空间站有哪些创新？答案：①模块化设计：实验柜采用标准接口，支持快速更换和扩展；②智能化控制：具备自主故障诊断和调整能力，减少地面干预；③多学科覆盖：集成航天医学、材料科学、微重力流体物理等多个领域，部分实验柜（如空间冷原子钟）达到国际领先水平；④国产化率高：核心部件（如高精度传感器、辐射防护材料）实现自主可控；⑤支持舱外实验：通过暴露平台开展空间环境暴露实验，拓展实验范围。5.商业航天对传统航天事业的主要推动作用体现在哪些方面？答案：①降低成本：通过可重复使用技术（如火箭回收）、批量生产等模式大幅降低发射成本；②技术创新：民营企业在电推进、3D打印火箭部件等领域推动技术快速迭代；③模式创新：采用“快速响应”发射、星座组网等新商业模式，满足多样化需求；④人才补充：吸引更多民间资本和技术人才进入航天领域，促进产学研结合；⑤应用拓展：推动卫星互联网、太空旅游等新兴产业发展，扩大航天应用场景。五、论述题（每题15分，共30分）1.结合我国航天规划，论述2030年前实现载人登月需要突破的关键技术。答案：我国计划2030年前实现载人登月，需突破以下关键技术：（1）重型运载火箭技术：需研发地月转移轨道（TLI）运载能力不低于27吨的载人火箭（如长征十号），解决大推力发动机（如220吨级液氧煤油发动机）、大直径箭体结构、多机并联控制等问题。（2）载人飞船与月面着陆器设计：需开发具备月地往返能力的新一代载人飞船（返回舱需适应高速再入），月面着陆器需解决弱引力环境下的精准软着陆、月面起飞动力系统、生命保障系统（支持数天月面驻留）等技术。（3）月面生存与作业技术：包括月面基地初期建设（如利用月壤3D打印建筑）、辐射防护（月表无大气，需屏蔽太阳高能粒子）、长期载人生命保障（闭环生态系统，实现水、氧气循环）、月面巡视与采样（高可靠性月球车及机械臂）。（4）深空测控通信：需建设更强大的深空测控网（如扩建喀什、佳木斯深空站），开发激光通信等高速传输技术，解决地月通信延迟（约2.5秒）下的实时控制问题。（5）系统集