航天知识竞赛试题及答案

航天知识竞赛试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射的年份是（）A.1965年  B.1970年  C.1975年  D.1980年答案：B2.下列哪一项不是地球静止轨道卫星的特点（）A.轨道周期与地球自转周期相同  B.轨道倾角为0°C.星下点轨迹呈“8”字形  D.可覆盖地球约1/3表面答案：C3.国际空间站（ISS）轨道高度约为（）A.160km  B.350km  C.400km  D.1000km答案：C4.液体火箭发动机中，液氧/液氢组合的真空比冲约为（）A.250s  B.300s  C.450s  D.550s答案：C5.下列关于“嫦娥五号”任务的描述，正确的是（）A.首次实现月球背面软着陆  B.首次实现地外天体采样返回C.首次实现月球轨道交会对接  D.首次实现月面起飞答案：B6.地球逃逸速度（第二宇宙速度）约为（）A.7.9km/s  B.11.2km/s  C.16.7km/s  D.22.1km/s答案：B7.卫星热控系统中，下列哪种器件属于被动热控器件（）A.电加热片  B.热敏电阻  C.多层隔热材料  D.热泵答案：C8.“天问一号”火星探测器进入火星轨道的日期是（）A.2020年7月23日  B.2021年2月10日C.2021年5月15日  D.2021年6月11日答案：B9.下列哪颗卫星属于太阳同步轨道卫星（）A.北斗MEO卫星  B.风云四号  C.高分一号  D.天通一号答案：C10.卫星姿态控制中，零动量轮系统的特点是（）A.总角动量恒为零  B.需配置推力器卸载角动量C.不能实现三轴稳定  D.只能用于自旋稳定卫星答案：A11.火箭级间分离通常采用的分离方式不包括（）A.爆炸螺栓  B.气动分离  C.火工品切割索  D.液压作动筒答案：B12.下列关于霍曼转移轨道的描述，错误的是（）A.两次切向速度增量  B.适用于共面圆轨道间转移C.转移时间为半个椭圆周期  D.适用于任意倾角轨道转移答案：D13.卫星电源系统中，三元锂离子电池单体满充电压约为（）A.3.3V  B.3.6V  C.4.2V  D.4.8V答案：C14.下列哪项不是空间环境对航天器的主要危害（）A.原子氧剥蚀  B.单粒子翻转  C.重力梯度力矩  D.电离总剂量效应答案：C15.“神舟十二号”载人飞船乘组在轨驻留时间约为（）A.30天  B.60天  C.90天  D.120天答案：C16.卫星通信C波段下行频率范围是（）A.1–2GHz  B.3.7–4.2GHz  C.10.7–12.75GHz  D.27–40GHz答案：B17.下列关于深空网的描述，正确的是（）A.仅由地面站组成  B.频段仅限S波段C.需配置直径70m级天线  D.无法接收X波段信号答案：C18.卫星轨道六要素中，描述轨道平面方位的参数是（）A.半长轴  B.偏心率  C.升交点赤经  D.真近点角答案：C19.下列哪种推进系统属于高比冲电推进（）A.冷气推进  B.单组元肼推进  C.离子推进  D.固体火箭答案：C20.卫星测控中，USB统一S波段测控的上行频率通常为（）A.2GHz  B.2.1GHz  C.5.8GHz  D.14GHz答案：B21.下列关于太阳帆推进的描述，正确的是（）A.需携带工质  B.推力方向与太阳光压方向相同C.推力大小与距离太阳平方成正比  D.适用于快速飞出太阳系答案：B22.“北斗三号”全球组网卫星的轨道类型不包括（）A.GEO  B.IGSO  C.MEO  D.LEO答案：D23.卫星再入防热结构中，下列哪种材料属于烧蚀防热材料（）A.铝蜂窝  B.碳-碳复合材料  C.二氧化硅纤维  D.钛合金答案：B24.下列关于空间交会对接RVD的描述，错误的是（）A.需配置相对GPS  B.激光雷达可用于最终逼近段C.对接机构必须采用锥-杆式  D.需进行六自由度相对控制答案：C25.卫星轨道维持中，东西位置保持的主要摄动源是（）A.地球非球形J2项  B.太阳辐射压  C.日月引力  D.大气阻力答案：C26.下列哪项不是载人航天器环境控制与生命保障系统（ECLSS）的功能（）A.二氧化碳去除  B.温湿度控制  C.轨道机动  D.尿液处理答案：C27.卫星遥感中，空间分辨率10m的图像，其地面采样距离（GSD）为（）A.5m  B.10m  C.20m  D.30m答案：B28.下列关于“墨子号”量子科学实验卫星的描述，正确的是（）A.实现了1200km级量子密钥分发  B.轨道为GEOC.采用化学推进  D.未实现星地量子纠缠分发答案：A29.火箭发射窗口中，太阳同步轨道卫星的窗口宽度通常为（）A.秒级  B.分钟级  C.小时级  D.天级答案：B30.卫星磁强计主要用于测量（）A.电场强度  B.磁场矢量  C.等离子密度  D.辐射剂量答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填在括号内，漏选、错选均不得分）31.下列哪些因素会导致地球静止卫星轨道倾角发生长期变化（）A.地球扁率J2项  B.月球引力  C.太阳引力  D.太阳辐射压答案：B、C32.卫星姿态敏感器包括（）A.星敏感器  B.太阳敏感器  C.陀螺仪  D.磁强计答案：A、B、C、D33.下列属于深空探测任务的有（）A.嫦娥四号  B.天问一号  C.朱诺号  D.卡西尼-惠更斯号答案：A、B、C、D34.液体火箭发动机涡轮泵系统的组成部分包括（）A.燃气发生器  B.离心泵  C.涡轮  D.推力室答案：A、B、C35.卫星通信链路预算中，自由空间损耗与下列哪些参数有关（）A.频率  B.距离  C.天线增益  D.极化方式答案：A、B36.下列哪些技术可用于微小卫星编队飞行（）A.GNSS差分定位  B.星间链路  C.视觉相对导航  D.激光干涉测距答案：A、B、C、D37.载人飞船返回舱再入过程中经历的飞行阶段包括（）A.离轨段  B.过渡段  C.再入段  D.着陆段答案：A、C、D38.卫星电源系统的主要组成部分有（）A.太阳电池阵  B.蓄电池组  C.电源控制器  D.配电单元答案：A、B、C、D39.下列哪些属于空间碎片减缓措施（）A.任务后钝化  B.轨道寿命不超过25年  C.主动离轨  D.弃置轨道抬升答案：A、B、C、D40.卫星热分析软件常用的有（）A.SINDA/FLUINT  B.ThermalDesktop  C.NASTRAN  D.ESATAN答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共30分）41.我国首次载人航天飞行任务代号是________，航天员________乘坐神舟五号飞船。答案：921-1，杨利伟42.地球第一宇宙速度为________km/s，其对应的圆轨道高度为________km。答案：7.9，0（理想情况）43.卫星常用化学推进剂中，四氧化二氮与偏二甲肼组合的真空比冲约为________s。答案：32044.太阳同步轨道卫星的地方时降交点时间为上午10:30，则其升交点地方时为________。答案：22:3045.北斗三号系统空间段由________颗GEO、________颗IGSO和________颗MEO卫星组成。答案：3，3，2446.卫星结构固有频率应高于运载火箭整流罩内腔声振频率的________倍，以避免耦合振动。答案：1.547.国际空间站美国舱段ECLSS中，CO2去除采用________循环方式，主要吸收剂为________。答案：4BMS，沸石48.天问一号探测器进入火星大气时的进入角为________°，进入速度约为________km/s。答案：-11.5，4.849.卫星太阳电池阵常用硅电池单体转换效率约为________%，三结砷化镓电池效率可达________%。答案：20，3050.地球静止卫星轨道周期为________h________min________s。答案：23，56，4.0951.卫星测控中，CCSDS建议的遥测信道编码方式为________码，误码率要求优于________。答案：RS+卷积，1×10⁻⁶52.神舟飞船返回舱最大再入过载约为________g，峰值热流密度约为________MW/m²。答案：4.5，1553.卫星推进剂剩余量估算常用的PVT法基于________定律，需测量________和________参数。答案：理想气体，温度，压力54.空间原子氧通量与轨道高度________成反比，与太阳活动水平________成正比。答案：指数，正55.卫星激光通信终端捕获跟踪系统常用________探测器，通信波段为________nm。答案：四象限APD，1550四、简答题（共30分）56.（封闭型，6分）简述霍曼转移轨道的速度增量计算步骤，并给出两圆轨道半径分别为6600km和42000km时的总速度增量（地球引力常数μ=3.986×10⁵km³/s²）。答案：1.计算初始圆轨道速度v₁=√(μ/r₁)=7.78km/s；2.计算目标圆轨道速度v₂=√(μ/r₂)=3.07km/s；3.计算转移椭圆半长轴aₜ=(r₁+r₂)/2=24300km；4.计算椭圆近地点速度vₚ=√[μ(2/r₁−1/aₜ)]=10.15km/s；5.远地点速度vₐ=√[μ(2/r₂−1/aₜ)]=1.61km/s；6.两次切向增量Δv₁=vₚ−v₁=2.37km/s，Δv₂=v₂−vₐ=1.46km/s；总Δv=3.83km/s。57.（开放型，6分）说明卫星太阳电池阵在寿命末期功率衰减的主要原因，并提出三种在轨缓解措施。答案：原因：1.辐射损伤导致载流子寿命下降；2.紫外辐照使盖片胶透过率降低；3.原子氧剥蚀盖片表面增透膜；4.微流星撞击造成电池裂纹。措施：1.设计初期加大电池片冗余面积；2.采用抗辐射加固盖片玻璃与胶；3.在轨定期调整姿态降低辐射通量；4.采用可展开式额外电池翼补充功率。58.（封闭型，6分）给出卫星热平衡方程，并解释各符号物理意义。答案：方程：Q̇ᵢₙ+Q̇ₑₗₑc−Q̇ₒᵤₜ=Q̇ₛₜₒᵣ+Q̇𝒸ₒₙ𝒹+Q̇ᵣ𝒶𝒹Q̇ᵢₙ：外热流（太阳+地球反照+地球红外）；Q̇ₑₗₑc：内部电子设备耗散热；Q̇ₒᵤₜ：辐射散热器排热；Q̇ₛₜₒᵣ：卫星热容变化率；Q̇𝒸ₒₙ𝒹：导热热流；Q̇ᵣ𝒶𝒹：表面辐射热流。59.（开放型，6分）比较化学推进与电推进在微小卫星轨道提升任务中的优缺点。答案：化学：优点推力大、时间短、技术成熟；缺点比冲低（300s）、需携带大量推进剂、占质量比高。电推：优点比冲高（1000–3000s）、省推进剂质量；缺点推力小（mN级）、转移时间长（月级）、需大功率电源、羽流污染风险。微小卫星若功率受限且任务时间宽松，电推更优；若快速部署需求，则选用高集成化学推进。60.（封闭型，6分）计算一颗轨道高度500km、太阳电池阵面积2m²、效率30%的卫星在夏至正午时的瞬时发电功率（太阳常数1367W/m²，考虑地球反照与红外影响可忽略）。答案：P=1367W/m²×2m²×0.30=820W。五、应用综合题（共40分）61.（计算分析，15分）某遥感卫星质量800kg，运行于高度600km、倾角98°的太阳同步轨道，要求设计一次轨道维持任务，补偿一年大气阻力衰减导致的半长轴下降Δa=−120m。已知卫星有效迎风面积A=4m²，阻力系数C𝒹=2.2，大气密度ρ=5×10⁻¹³kg/m³（平均）。（1）计算需补偿的速度增量Δv；（2）若采用比冲220s的化学推进，求推进剂质量；（3）若改为比冲1500s的电推进，求推进剂质量与完成任务所需时间（推力100mN，可连续工作）。答案：（1）由轨道能量方程Δv=−Δa·√(μ/a³)/2，a=6978km，得Δv=0.54m/s；（2）化学推进：mₚ=m₀(1−e^(−Δv/(Iₛₚ·g₀)))=800(1−e^(−0.54/(220·9.81)))≈0.20kg；（3）电推进：mₚ=800(1−e^(−0.54/(1500·9.81)))≈0.029kg；加速时间t=Δv·m₀/(F·1000)=0.54·800/(0.1·1000)=4320s≈1.2h。62.（综合设计，15分）某火星探测器进入舱质量1200kg，需在火星表面实现软着陆，最大允许触地速度3m/s。着陆腿采用四腿桁架式，每腿配置铝蜂窝缓冲器，其压缩行程0.3m，平均压溃力F𝒸=constant。忽略火星大气减速与着陆腿质量，求：（1）单腿所需