航空航天科普知识竞赛题库及答案

航空航天科普知识竞赛题库及答案一、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入括号内）1.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的发射日期是（）A.1969年4月24日 B.1970年4月24日 C.1971年4月24日 D.1972年4月24日答案：B2.国际空间站（ISS）绕地球一圈的平均时间约为（）A.30分钟 B.60分钟 C.90分钟 D.120分钟答案：C3.液体火箭发动机中，液氧/液氢组合的化学式正确表示为（）A.LOX/RP-1 B.LOX/LH2 C.N2O4/UDMH D.N2O4/MMH答案：B4.下列哪项不是地球静止轨道（GEO）卫星的特点（）A.轨道高度约35786km B.轨道倾角为0° C.运行周期24小时 D.相对地面速度大于3km/s答案：D5.航天器再入大气层时，采用“跳跃式”再入技术的主要目的是（）A.增加航程 B.减小过载峰值 C.提高落点精度 D.降低热流密度答案：B6.我国“天问一号”火星探测器首次实施近火制动时使用的发动机类型为（）A.单组元肼发动机 B.双组元490N发动机 C.离子电推进 D.固体发动机答案：B7.在轨道力学中，霍曼转移轨道的两次脉冲分别施加在（）A.近地点和远地点 B.升交点和降交点 C.任意点 D.轨道切线方向答案：A8.卫星热控系统中，多层隔热材料（MLI）的主要作用是（）A.导热 B.辐射散热 C.减少辐射换热 D.增加对流换热答案：C9.航天飞机轨道器的主发动机（SSME）循环方式属于（）A.燃气发生器循环 B.分级燃烧循环 C.膨胀循环 D.挤压循环答案：B10.下列关于北斗三号系统的说法正确的是（）A.仅提供区域定位 B.采用双星定位原理 C.具备全球短报文通信 D.不使用星间链路答案：C11.火箭发射时，通常采用“负倒计时”T0时刻指的是（）A.点火瞬间 B.起飞瞬间 C.箭体离开发射台瞬间 D.一级发动机关机答案：C12.卫星姿态控制中，零动量轮系统与偏置动量轮系统相比，其优点是（）A.结构简单 B.抗扰能力强 C.无需额外执行机构 D.功耗低答案：B13.地球同步转移轨道（GTO）的远地点高度约为（）A.200km B.1000km C.35786km D.600km答案：C14.下列哪项不是太阳同步轨道（SSO）卫星的必要条件（）A.轨道倾角接近98° B.轨道周期与地球公转周期成整数比 C.轨道为逆行 D.轨道为圆轨道答案：B15.载人飞船返回舱再入时，最大过载通常控制在（）A.1g B.3g C.5g D.9g答案：C16.火箭推进剂贮箱采用“共底”结构的主要目的是（）A.提高强度 B.减轻重量 C.方便运输 D.增加容积答案：B17.卫星电源系统中，锂离子蓄电池与镍氢电池相比，其优势是（）A.耐过充 B.能量密度高 C.无记忆效应 D.低温性能好答案：B18.在深空测控中，X波段与S波段相比，其主要优点是（）A.穿透能力强 B.雨衰小 C.天线增益高、波束窄 D.发射功率大答案：C19.火箭飞行中，出现“POGO”振荡的根本原因是（）A.结构弹性与推进系统耦合 B.气动弹性 C.燃烧不稳定 D.姿态控制极限环答案：A20.卫星导航信号中，民用C/A码的码速率为（）A.1.023MHz B.10.23MHz C.2.046MHz D.5.115MHz答案：A21.我国“嫦娥五号”月球采样返回任务中，月面上升器与轨道器/返回器组合体采用的交会对接方式为（）A.异体同构周边式 B.锥杆式 C.抱爪式 D.停靠式答案：C22.火箭级间分离通常采用的“热分离”是指（）A.上一级先点火后分离 B.分离后上一级再点火 C.同时点火分离 D.使用爆炸螺栓答案：A23.卫星在轨寿命主要受下列哪项因素限制（）A.推进剂余量 B.太阳电池衰退 C.原子氧侵蚀 D.以上全部答案：D24.航天器采用“重力梯度稳定”时，其稳定轴指向（）A.速度方向 B.地心方向 C.轨道面法向 D.太阳方向答案：B25.火箭发射场选址在赤道附近的主要优势是（）A.气象条件好 B.可利用地球自转线速度大 C.地磁干扰小 D.人口稀少答案：B26.卫星通信中，Ku波段频率范围是（）A.1–2GHz B.4–6GHz C.12–18GHz D.26–40GHz答案：C27.载人航天器返回舱防热结构中，使用“蜂窝增强低密度烧蚀材料”的主要目的是（）A.提高导热率 B.减轻质量并维持外形 C.增加密度 D.降低成本答案：B28.火箭垂直回收技术中，“栅格舵”最主要的作用是（）A.增加升力 B.姿态控制与再入减速 C.降低噪声 D.防热答案：B29.卫星遥感中，空间分辨率10m的含义是（）A.像元对应地面10m×10m B.幅宽10km C.重访周期10天 D.光谱带宽10nm答案：A30.我国“长征五号”运载火箭芯级直径为（）A.2.25m B.3.35m C.5m D.7.5m答案：C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，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于地球低轨道（LEO）卫星应用的有（）A.对地遥感 B.全球移动通信 C.气象观测 D.卫星电视直播答案：ABC32.火箭推进剂贮箱增压系统的功能包括（）A.防止泵汽蚀 B.维持结构稳定性 C.提高燃烧效率 D.降低推进剂温度答案：AB33.卫星姿态敏感器包括（）A.太阳敏感器 B.星敏感器 C.陀螺仪 D.磁强计答案：ABCD34.下列关于霍尔电推进的说法正确的有（）A.使用氙气作为工质 B.比冲高于化学推进 C.推力密度大 D.适用于姿态控制答案：ABD35.载人飞船在轨运行期间，航天员面临的主要健康威胁有（）A.空间辐射 B.失重导致骨质流失 C.幽闭恐惧 D.一氧化碳中毒答案：ABC36.卫星导航增强系统包括（）A.星基增强（SBAS） B.地基增强（GBAS） C.差分GPS（DGPS） D.惯性导航（INS）答案：ABC37.火箭发射窗口限制因素有（）A.目标轨道光照条件 B.测控船站位 C.地面风速 D.月相答案：ABC38.下列属于深空探测“引力助推”优点的有（）A.节省推进剂 B.缩短飞行时间 C.改变轨道倾角 D.增加科学观测机会答案：ACD39.卫星热控涂层性能指标包括（）A.太阳吸收比αs B.红外发射率εH C.厚度 D.密度答案：AB40.火箭回收垂直着陆段制导算法需考虑（）A.剩余燃料质量 B.气动阻力系数 C.发动机节流能力 D.着陆腿缓冲行程答案：ABCD三、填空题（每空1分，共30分）41.地球静止轨道卫星的轨道周期为________小时________分________秒。答案：23560442.我国“天和”核心舱的轨道高度约为________km，轨道倾角为________°。答案：39041.543.火箭比冲量纲为________，常用单位符号为________。答案：速度 m/s或s44.卫星通信中，EIRP的中文全称是________。答案：等效全向辐射功率45.开普勒第三定律的表达式为________，其中a为轨道半长轴，T为周期。答案：T²/a³=常数46.载人飞船返回舱再入走廊的“下边界”由________决定，“上边界”由________决定。答案：最小过载耐受 最大热流密度47.长征二号F火箭逃逸塔分离高度约为________km。答案：1148.卫星太阳电池阵常用的半导体材料为________，其理论极限效率约________%。答案：GaInP/GaAs/Ge 3049.火箭推进剂混合比r的定义为________质量流量与________质量流量之比。答案：氧化剂 燃料50.卫星遥感影像的“灰度分辨率”又称________，单位为________。答案：辐射分辨率 bit51.国际空间站美国舱段生命保障系统CO₂去除采用________吸收器。答案：分子筛52.嫦娥四号中继星“鹊桥”运行在地月系统________点晕轨道。答案：L253.火箭发射时，Max-Q表示________最大时刻。答案：动压54.卫星姿控飞轮饱和后需进行________操作。答案：动量卸载55.深空测控采用的双站联合测距技术称为________。答案：ΔDOR56.航天器再入黑障区的等离子体频率典型值为________GHz量级。答案：1057.卫星磁洁净度要求一般低于________nT。答案：0.558.火箭低温推进剂加注前需进行________置换。答案：氦气吹除59.卫星热试验中，常把太阳模拟器辐照度调至________W/m²。答案：136760.我国“高分七号”卫星搭载的激光测高仪单脉冲能量约________mJ。答案：200四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）61.地球同步轨道卫星必须运行在赤道平面内。（）答案：√62.液体火箭发动机比冲与燃烧室压力无关。（）答案：×63.卫星太阳电池阵输出功率在寿命末期（EOL）通常小于初期（BOL）。（）答案：√64.长征五号火箭芯级采用液氧/煤油推进剂。（）答案：×65.卫星红外遥感仪器的探测器需工作在低温环境。（）答案：√66.火箭垂直回收时，栅格舵在上升段也参与控制。（）答案：×67.嫦娥五号返回器再入采用“半弹道跳跃式”再入。（）答案：√68.卫星导航信号中的民码经过加密处理，无法被第三方接收。（）答案：×69.国际空间站轨道高度会因大气阻力逐年降低，需定期提升。（）答案：√70.卫星对日定向时，星敏感器必须指向太阳。（）答案：×五、简答题（每题6分，共30分）71.简述霍曼转移轨道的两次脉冲施加时机及速度增量近似公式，并说明其适用条件。答案：第一次脉冲在初始圆轨道切点（近地点）加速，使轨道变为椭圆；第二次脉冲在椭圆远地点加速，使轨道变为目标圆轨道。速度增量近似：Δv₁=√(μ/r₁)·(√(2r₂/(r₁+r₂))−1)，Δv₂=√(μ/r₂)·(1−√(2r₁/(r₁+r₂)))，其中r₁、r₂为初始与目标轨道半径。适用条件：共面圆轨道之间转移，且转移时间要求不高。72.说明卫星太阳电池阵功率预算中“光照期”与“地影期”能量平衡方程，并给出影响EOL功率的三种退化因素。答案：光照期：P_sa·η·T_sun=P_load·T_orbit+E_ch；地影期：E_dis=P_load·T_eclipse/η_dis。退化因素：1.辐射损伤导致太阳电池效率下降；2.紫外辐射使盖片透过率降低；3.微流星撞击造成电池串短路。73.列举载人飞船返回舱再入过程中防热材料需满足的三项关键性能，并说明其测试方法。答案：1.低导热系数—采用平板法或瞬态热线法测量；2.高表面发射率—使用红外光谱仪测半球发射率；3.抗烧蚀性能—通过电弧风洞或等离子体炬试验，测量质量烧蚀率与线烧蚀率。74.解释火箭“POGO”振荡的物理机制，并给出工程上常用的两种抑制措施。答案：机制：发动机燃烧室压力波动→推力波动→结构纵向振动→推进剂管路流量波动→反馈至燃烧室，形成闭环自激振荡。抑制措施：1.在输送管路安装蓄压器（蓄能器），改变管路固有频率；2.优化发动机喷注器设计，提高燃烧稳定性裕度。75.说明卫星星间链路（ISL）相对于地面测控的优势，并给出Ka波段ISL链路预算中“EIRP—G/T—自由空间损耗”三要素的表达式。答案：优势：减少地面站依赖、提高实时性、覆盖全球。表达式：EIRP=P_t·G_t；G/T=G_r/T_sys；L_fs=(4πd/λ)²，其中d为星间距离，λ为波长。六、计算题（共30分）76.（10分）某遥感卫星运行于高度600km、倾角98°的太阳同步圆轨道，地球半径R_e=6378km，μ=3.986×10¹⁴m³/s²。求：（1）轨道周期T；（2）星下点轨迹每天在地表向西移动的经度数；（3）若相机幅宽50km，求重访周期（赤道无侧摆）。答案：（1）a=R_e+h=6978km，T=2π√(a³/μ)=5794s≈96.6min；（2）地球自转角速度ω_e=7.292×10⁻⁵rad/s，轨道面进动率Ω̇=−3/2·J₂·R_e²·√μ·a^−3.5·cosi/(1−e²)²，取J₂=1.082×10⁻³，e=0，得Ω̇≈−0.985°/d，向西移动0.985°；（3）赤道周长40075km，每天13.7轨，相邻轨迹间距40075/13.7≈2925km，幅宽50km，需2925/50≈58.5天，取59天。77.（10分）某火箭一级垂直回收，着陆质量m=25t，发动机海平面推力F=750kN，节流范围40%–100%，比冲I_sp=285s，g=9.81m/s²。若着陆段需克服重力并减速，初始垂直速度v₀=−80m/s，高度h₀=1200m，忽略气动阻力，求：（1）最小需用推力F_min；（2）若采用恒定60%推力，求理论着陆所需推进剂质量Δm。答案：（1）F_min=mg=25×9.81=245.25kN，节流40%时F=300kN>245.25kN，可行；（2）a=(F·0.6−mg)/m=(450−245.25)/25=8.19m/s²向上，运动学：v²=v₀²+2aΔh，0=80²−2×8.19×1200，需a≥2.67m/s²，满足。Δv=80m/s，Δm=m(1−e^(−Δv/(g·I_sp)))=25(1−e^(−80/(9.81×285)))≈0.69t。78.（10分）地球静止轨道通信卫星采用Ka波段（20GHz）点波束，天线直径D=2.5m，效率η=0.65，发射功率P_t=50W，地球站天线直径d=0.9m，系统噪声温度T_sys=150K，距离d_geo=35786km。求：（1）卫星天线增益G_t(dBi)；（2）地球站G/T(dB/K)；（3）下行自由空间损耗L_fs(dB)；（4）接收载波功率C(dBW)。答案：（1）λ=c/f=0.015m，G_t=η(πD/λ)²=0.65(π×2.5/0.015)²=5.6×10⁴→47.5dBi；（2）G_r=η(πd/λ)²=0.65(π×0.9/0.015)²=2.3×10⁴→43.6dBi，G/T=43.6−10log₁₀150=43.6−21.8=21.8dB/K；（3）L_