2026年航天科技工程师知识竞赛题

2026年航天科技工程师知识竞赛题一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）1.我国自主研发的长征九号运载火箭预计采用何种推进技术？A.液氧煤油发动机B.液氢液氧发动机C.固体火箭发动机D.熔融碳化硅材料推进2.在月球表面进行设备部署时，为了避免月尘污染，应优先采用哪种防护措施？A.密封式机械臂B.磁吸附装置C.气垫缓冲平台D.超声波除尘系统3.北斗三号全球卫星导航系统与地面段通信时，主要依赖哪种频段？A.L1频段（1-2GHz）B.S频段（2-4GHz）C.C频段（4-8GHz）D.X频段（8-12GHz）4.空间站对接过程中，为精确控制对接机构的姿态，通常采用哪种传感器？A.激光雷达B.红外测距仪C.惯性测量单元（IMU）D.霍尔传感器5.高超声速飞行器在再入大气层时，主要的气动热防护方式是？A.主动冷却系统B.陶瓷基复合材料C.爆炸螺栓分离D.磁流体防护6.我国探月工程四期计划中，嫦娥十六号任务的主要目标不包括？A.月球南极采样B.月壤资源评估C.月球中继通信链路D.月球表面极地着陆7.载人飞船返回舱进入大气层时，为减小再入过载，通常采用哪种姿态控制技术？A.斜角入轨B.锥角钝体飞行C.矩阵舵面控制D.燃气舵偏转8.长征七号运载火箭的二级发动机主要使用哪种推进剂？A.四氧化二氮+偏二甲肼B.液氧+煤油C.液氢+液氧D.固体推进剂9.空间站舱外活动（EVA）中，航天员的生命支持系统不包括？A.氧气供应装置B.微重力环境模拟器C.空间服生命保障系统D.太阳能充电板10.北斗卫星导航系统的短报文通信功能，主要应用于以下哪个场景？A.精密单点定位B.应急消息传输C.高速测速导航D.车联网数据传输二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）1.天问一号火星探测任务中，以下哪些设备属于“祝融号”火星车搭载的实验仪器？A.红外成像光谱仪B.钻探取样装置C.磁强计D.地震监测仪2.空间站轨道维持的主要目的是？A.克服轨道衰减B.避免与其他航天器碰撞C.保持稳定的轨道倾角D.减小轨道共振风险3.长征五号运载火箭采用的哪些关键技术提升了其运载能力？A.液氢液氧发动机B.分级助推器C.非对称箭体结构D.高效热防护系统4.月球表面科学探测站通常需要具备哪些功能？A.月壤成分分析B.月球重力场测量C.月球等离子体探测D.地球通信中继5.高超声速飞行器面临的主要技术挑战包括？A.大气层内气动热防护B.飞行器姿态控制C.精确制导技术D.推进系统可靠性三、判断题（共10题，每题1分，合计10分）1.嫦娥五号任务成功实现了我国首次月球采样返回。（正确）2.北斗二号系统主要服务于亚太地区，不提供全球覆盖。（正确）3.载人飞船的返回舱在再入大气层时会采用钝头锥体设计以减小阻力。（正确）4.长征六号运载火箭是专门用于月球探测任务的。（错误，主要用于近地轨道任务）5.空间站舱外活动时，航天员必须穿着再生式生命保障服。（正确）6.高超声速滑翔飞行器不需要火箭助推即可进入太空。（错误，仍需助推器）7.北斗三号系统可以提供全球范围内的短报文通信服务。（正确）8.月球南极的永昼区是未来月球基地建设的重要选址区域。（正确）9.长征七号运载火箭的低温燃料储存在常温下。（错误，液氧和煤油需低温储存）10.空间站对接机构通常采用机械式捕获+爆炸螺栓分离的混合设计。（正确）四、简答题（共5题，每题5分，合计25分）1.简述长征五号运载火箭与以往长征系列火箭相比，在推进系统方面的主要创新点。2.解释北斗三号系统在提供导航服务时，如何实现全球覆盖且抗干扰能力强。3.描述空间站对接过程中，机械捕获和自动锁定的主要工作流程。4.说明高超声速飞行器在再入大气层时，面临的主要气动热问题及解决方案。5.阐述我国探月工程四期中，嫦娥十六号任务的科学探测目标及其意义。五、计算题（共2题，每题10分，合计20分）1.某探月卫星以近月轨道（高度200km）运行，求其轨道速度和周期（地球引力参数μ=398600km³/s²）。2.一枚长征七号运载火箭三级点火后，推力为60kN，比冲为300s，若燃烧时间100s，求火箭质量变化量（假设推力恒定）。六、论述题（共1题，20分）结合我国空间站工程实践，论述“机械臂与舱外操作”系统的关键技术及其对航天任务的重要性。答案与解析一、单选题1.B解析：长征九号采用液氢液氧发动机，以实现更高的比冲和运载能力，符合未来深空探测需求。其他选项中，长征系列主力火箭多采用液氧煤油（如长征七号、长征五号）或固体火箭（如长征十一号）。2.B解析：月尘颗粒具有强吸附性，磁吸附装置可以隔离铁磁性月尘，是当前最有效的防护方式。其他选项中，密封式机械臂成本过高，气垫缓冲易损坏设备，超声波除尘效率有限。3.A解析：北斗三号采用L1、L5、S1等频段，其中L1频段（1575.42MHz）是地面段与卫星通信的主要频段。其他频段如S频段主要用于搜救。4.A解析：激光雷达可提供高精度距离测量，适用于对接机构姿态控制。红外测距仪主要用于大气层外测距，IMU用于惯性导航，霍尔传感器用于等离子体测量。5.B解析：高超声速飞行器再入时，气动热高达数千度，陶瓷基复合材料（如碳化硅）是唯一可行的热防护材料。其他选项中，主动冷却系统能耗大，爆炸螺栓用于分离，磁流体防护仍处于实验阶段。6.C解析：嫦娥十六号任务的核心是极地着陆和采样，而月球中继通信链路由“中继星”承担，并非其直接目标。其他选项均为四期工程重点。7.B解析：钝头锥体设计能显著降低再入过载，是返回舱的典型外形。其他选项中，斜角入轨用于轨道转移，矩阵舵面控制用于姿态调整，燃气舵用于大气层外制导。8.B解析：长征七号二级使用液氧煤油发动机，属于无毒、高能推进剂。其他选项中，四氧化二氮+偏二甲肼是有毒推进剂，液氢液氧用于长征五号，固体推进剂用于运载火箭助推器。9.B解析：EVA中的生命支持系统包括氧气、水循环、温控等，但微重力环境模拟器属于地面训练设备，非航天员穿戴设备。其他选项均为EVA必需系统。10.B解析：北斗短报文功能主要用于应急通信，如渔船求救、远洋科考等。其他选项中，精密单点定位需高精度原子钟，高速测速依赖伪距测量，车联网需多模定位。二、多选题1.A、B、C解析：祝融号搭载红外成像光谱仪（分析矿物）、钻探取样装置（获取月壤）、磁强计（研究月球磁场），但未配置地震仪（月球地质活动较弱）。2.A、B、C解析：轨道维持主要克服大气阻力导致的衰减，避免碰撞需要动态避碰，稳定倾角需长期控制，共振风险可通过轨道设计规避。3.A、B、D解析：长征五号采用液氢液氧（高比冲）、两级结构（推重比高）、碳纤维复合材料（轻量化），但非非对称箭体结构。4.A、B、C解析：月球站需分析月壤成分、测量重力场（研究月壳结构）、探测等离子体（研究空间环境），但不需地球通信中继（月球覆盖）。5.A、B、C、D解析：高超声速飞行器面临气动热（需热防护）、姿态控制（大气层内干扰大）、制导精度（终端需毫米级）、推进可靠性（长航时）。三、判断题1.正确2.正确3.正确4.错误（长征六号主要用于近地轨道任务，如空间站货运）5.正确6.错误（仍需火箭助推进入大气层）7.正确8.正确9.错误（液氧需-196℃储存，煤油需-40℃储存）10.正确四、简答题1.长征五号推进系统创新答：长征五号首次采用液氢液氧发动机（长征系列首例），具有高比冲（约450s）、大推力（190t），通过碳纤维复合材料箭体轻量化实现高效运载。此外，采用半跨级技术（二级补加燃料），提升任务灵活性。2.北斗三号全球覆盖与抗干扰答：北斗三号采用混合星座（三颗GEO+24颗MEO），GEO卫星覆盖全球静止区域，MEO卫星通过轨道设计实现全球无缝覆盖。抗干扰能力源于：①星间链路加密通信；②多频点组合导航；③干扰检测与抑制算法。3.空间站对接流程答：机械捕获阶段：对接器上的捕获钩与目标机构的捕获槽自动锁紧。自动锁定阶段：通过传感器测量相对位置，调整对接器姿态，最终由爆炸螺栓将两机构刚性连接。4.高超声速气动热问题答：主要问题是激波/边界层干扰导致的局部高温（可达3000℃），材料需耐烧蚀。解决方案：①热防护系统（陶瓷基材料）；②钝体外形减少激波强度；③冷却系统（如气膜冷却、碳纤维加热）。5.嫦娥十六号科学目标答：南极着陆区富含水冰和挥发物，可研究月球资源利用潜力；月壤年代测定有助于理解月球演化；极地永昼区光照稳定，利于长期观测。五、计算题1.近月轨道速度与周期解：轨道速度v=√(μ/r)=√(398600/（1738+200）)≈1.62km/s周期T=2π√(r³/μ)=2π√(1938³/398600)≈5.7小时2.火箭质量变化量解：质量变化量Δm=F·t/ve=60kN×100s/300s≈200kg（注：ve为比冲，单位s，F为推力，t为时间）六、论述题空间站机械臂与舱外操作技术答：空间站机械臂（如天和核心舱的“天链”臂）是舱外操作的核心，其关键技术包括：1.高精度遥操作