2026年探月工程相关天文竞赛试题附答案

2026年探月工程相关天文竞赛试题附答案一、单项选择题（每题只有一个正确答案）1.中国探月工程又称嫦娥工程，前期规划的“三步走”核心发展战略不包含下列哪项内容（）A.绕B.落C.回D.建答案：D。中国探月工程原“三步走”战略为“绕、落、回”，分别对应无人绕月探测、无人落月探测、无人采样返回三个阶段，建设国际月球科研站是三步走完成后的新阶段任务，不属于原三步走规划。2.嫦娥六号任务已于2025年完成月球背面采样返回任务，其预选采样区位于月球的哪个区域（）A.南极-艾特肯盆地B.克里特肯盆地C.危海盆地D.雨海盆地答案：A。嫦娥六号的预定采样区为月球背面南极-艾特肯盆地，该盆地是太阳系目前已知规模最大、深度最深的撞击构造，保留了月球早期演化的核心信息，是月球科学研究的重点区域。3.截至2026年，下列中国探月探测器中，哪一个是人类历史上首次实现月球背面软着陆的探测器（）A.嫦娥三号B.嫦娥四号C.嫦娥五号D.嫦娥六号答案：B。2019年1月，嫦娥四号成功着陆在月球背面冯·卡门撞击坑，实现了人类探测器首次月球背面软着陆和巡视探测，开启了月球背面探测的新篇章。4.嫦娥六号任务为保障月球背面探测器与地球之间的通信链路稳定，主要依托哪颗中继卫星提供中继通信服务（）A.鹊桥一号B.鹊桥二号C.天河一号D.墨子号答案：B。鹊桥二号中继卫星于2024年发射进入地月拉格朗日L2点的Halo轨道，主要为嫦娥六号、嫦娥七号等后续探月任务提供中继通信服务，接替已经超期服役的鹊桥一号卫星。5.中国与俄罗斯联合牵头推进的国际月球科研站计划，预计在哪一年份基本建成国际月球科研站基本型（）A.2030年B.2035年C.2040年D.2050年答案：A。根据国际月球科研站的官方规划，中俄双方计划在2030年前后完成国际月球科研站基本型的建设，随后逐步开展扩展建设和科学探测任务，欢迎全球各国和国际组织参与合作。6.月壤中富含的氦-3被认为是未来理想的清洁能源，下列关于氦-3的说法错误的是（）A.氦-3是氦元素的稳定同位素，原子核包含2个质子和1个中子B.氦-3与氘发生核聚变反应不会产生强辐射的中子，反应产物清洁无放射性污染C.月壤中的氦-3主要来源于太阳风持续的沉降注入D.每平方公里月壤中的氦-3储量即可满足全球人类一整年的能源需求答案：D。根据目前的探测估算，月壤中氦-3的总储量约为100万吨至500万吨，按照当前全球年能源消耗总量计算，每年大约需要100吨氦-3即可满足全球需求，平均每万平方公里月壤仅能提取约1吨氦-3，因此每平方公里储量远达不到满足全年需求的水平，该说法错误。7.嫦娥六号任务搭载了多项国际合作载荷，其中法国航天局提供的空间辐射监测载荷的主要探测目标是（）A.月球表层水冰含量B.月球近表空间辐射剂量C.月球表层红外辐射特征D.月球微撞击尘埃通量答案：B。嫦娥六号搭载的四项国际合作载荷分别为：法国国家空间研究中心提供的空间辐射监测仪，用于探测月球轨道和月表的辐射剂量环境；欧洲空间局提供的月球负离子探测仪；意大利航天局提供的激光角反射镜，用于地月距离精确测量；巴基斯坦空间与外层空间研究委员会提供的微型光学成像载荷，用于探测采样区的地形地貌。8.中国探月工程四期后续任务中，计划实现首次月球南极软着陆探测，并完成月球南极环境与资源综合探测的是哪项任务（）A.嫦娥六号B.嫦娥七号C.嫦娥八号D.嫦娥九号答案：B。嫦娥七号任务计划于2027年前发射，核心目标是对月球南极区域开展多维度综合探测，包括地形测绘、水冰分布探测、空间环境探测等，为后续国际月球科研站选址建设提供核心数据。9.月球永远以同一面朝向着地球，其自转周期与绕地球公转周期完全相同，这种天文现象形成的核心原因是（）A.引力共振B.潮汐锁定C.进动效应D.岁差效应答案：B。月球在地球的潮汐引力作用下，自转周期逐渐减慢，最终与公转周期达到一致，这种状态被称为潮汐锁定，是太阳系多个卫星普遍存在的运动状态。10.下列关于月球南极地区的科学与应用价值描述错误的是（）A.月球南极的永久阴影区可能存在大量稳定储存的水冰资源B.月球南极部分区域存在近持续光照的永久光照区，可提供稳定的太阳能能源C.南极-艾特肯盆地深度大，保留了月球早期原始地壳的物质信息D.月球南极重力异常远低于月球其他区域，是未来月球发射场的最优选址答案：D。月球南极是否适合建设发射场主要取决于能源供应、地形条件、通信条件等因素，其重力异常并没有远低于其他区域，重力对发射场建设的影响远小于地形和能源因素，因此该描述错误。11.科学家通过对嫦娥五号带回的月球正面风暴洋样品进行高精度同位素定年，测得该区域玄武岩的形成年龄约为（）A.20亿年B.28亿年C.30亿年D.45亿年答案：A。在嫦娥五号任务完成之前，科学界普遍认为月球的岩浆活动在30亿年前就已经停止，嫦娥五号样品的定年结果显示月球在20亿年前仍然存在活跃的岩浆活动，将月球的岩浆活动历史延长了近10亿年，刷新了人类对月球演化的认知。12.月球车在月球表面执行巡视探测任务时，面临的主要环境威胁不包括下列哪项（）A.月尘的静电吸附与磨损B.正负两百摄氏度左右的极端温差C.强宇宙射线与太阳风粒子辐射D.月球的低重力环境答案：D。低重力是月球的固有环境特征，虽然会对人类长期驻留的生理健康产生影响，但对于无人月球车的探测任务而言，低重力不会直接威胁任务安全，月尘、极端温差、强辐射都是影响月球车寿命和工作状态的主要威胁。二、多项选择题（每题有两个及以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.嫦娥六号任务相较于此前的嫦娥五号采样返回任务，实现了多项核心技术突破，主要包括（）A.首次实现月球背面软着陆与采样B.首次完成月球极区采样返回C.首次适配地月L2点中继通信体系，验证了后续任务的通信技术方案D.首次实现月球轨道无人交汇对接与样品转移答案：ABC。嫦娥五号任务已经成功实现了月球轨道无人交汇对接与样品转移技术，因此D选项错误，ABC均为嫦娥六号任务新增的技术突破。2.建设长期有人照料的国际月球科研站，需要突破的核心关键技术包括（）A.月面长期闭环生命保障技术B.月面原位资源利用技术C.重型运载火箭与载人登月技术D.月面自主智能探测与机器人作业技术答案：ABCD。以上四项均为建设国际月球科研站必须突破的核心技术，其中原位资源利用技术可将月壤、水冰转化为能源、氧气和建材，降低天地运输成本，自主智能作业技术可完成无人条件下的站体建设和维护。3.下列关于探月工程开展的科学研究，说法正确的有（）A.通过对月球样品的定年与成分分析，可以完善月球起源与演化的研究框架B.探测月球南极的水冰分布，可以为未来载人驻留和基地建设提供资源支撑C.月球背面没有地球的无线电干扰，是开展低频射电天文观测的理想场所D.通过长期高精度测量月球轨道变化，可以检验广义相对论等引力理论的准确性答案：ABCD。以上四项说法均正确，月球作为距离地球最近的天体，是开展基础天文研究的天然试验场，多个前沿科学问题都可以通过月球探测获得解答。4.嫦娥六号带回的月球背面南极-艾特肯盆地样品，相较于嫦娥五号带回的月球正面风暴洋玄武岩样品，预计会有哪些特征差异（）A.形成年龄更古老B.斜长石含量更高C.钛铁元素含量更低D.氦-3含量更高答案：ABC。南极-艾特肯盆地形成于约40亿年前的撞击事件，采样区物质主要来自月球早期原始地壳，原始地壳以斜长岩为主，钛铁含量远低于正面月海的玄武岩，形成年龄也比嫦娥五号20亿年的玄武岩古老得多；氦-3的含量主要与月表暴露时间和太阳风通量有关，目前没有证据表明南极艾特肯盆地的氦-3含量显著高于正面月海，因此D不选。5.中国探月工程的发展对天文学领域的推动作用包括（）A.填补了月球科学研究的多项空白，完善了行星科学的研究体系B.为建设下一代大口径天文观测设施开辟了新的平台C.带动了深空探测技术发展，为后续太阳系探测和天文观测积累了技术基础D.推动了天文科普发展，吸引了更多人才进入天文领域答案：ABCD。以上四项均为探月工程对天文学发展的推动作用，探月工程不仅产出了大量基础科学成果，也在人才培养和科普领域发挥了重要作用。6.月球南极永久阴影区的主要特征包括（）A.常年温度维持在100K（约-173℃）以下B.永远不会被太阳光直接照射C.可能保存了太阳系形成早期的原始物质D.不存在任何形态的水资源答案：ABC。多项探测结果已经证实月球永久阴影区存在大量水冰，因此D选项错误，其余三项均为永久阴影区的核心特征。7.嫦娥七号任务设定的核心科学目标包括（）A.测绘月球南极区域的高精度三维地形地貌B.探测月球南极区域的水冰分布与资源储量C.验证月面飞越探测的新技术D.探测月球南极的空间环境与表层物质成分答案：ABCD。嫦娥七号任务由轨道器、着陆器、巡视器、飞跃探测器四个部分组成，飞跃探测器可实现月表复杂地形的跨越探测，以上四项均为嫦娥七号的核心科学目标。三、简答题1.请简述中国探月工程四期的任务规划与主要科学目标。答案：中国探月工程在完成“绕、落、回”三步走战略后，启动了探月工程四期任务，核心目标是突破建设国际月球科研站的核心关键技术，开展月球科学探测，为2030年前后建成国际月球科研站基本型奠定基础。探月工程四期共规划三次主要任务：一是嫦娥六号任务，已于2025年完成发射，实现了月球背面南极-艾特肯盆地的软着陆与采样返回，核心目标是获取月球背面的样品，研究月球背面的物质组成、撞击历史与早期演化，填补月球背面研究的空白；二是嫦娥七号任务，计划在2027年前完成发射，核心任务是对月球南极区域开展综合探测，获取南极区域的高精度地形数据，探测水冰资源的分布与储量，研究月球南极的空间环境特征，验证月面飞越探测新技术，为国际月球科研站选址提供核心依据；三是嫦娥八号任务，计划在2028年前后发射，核心目标是验证月面原位资源利用技术、月面3D打印建造技术、无人站体建设技术，开展多学科联合科学探测，与嫦娥七号配合完成国际月球科研站的关键技术验证。探月工程四期的整体科学目标围绕月球资源勘探、月球演化研究、深空技术验证三大方向展开，为后续载人登月和长期月球基地建设铺平道路。2.请分析为何月球南极成为当前全球主要航天国家探月活动的热点区域。答案：月球南极成为探月热点主要源于其突出的资源价值、科学价值和工程价值，具体可分为四点：第一，资源潜力巨大，月球南极存在大量永久阴影区，由于温度常年维持在零下一百多摄氏度，彗星撞击和太阳风带来的水冰可以长期稳定保存在地下和表层，水冰可以分解为氧气、氢气和水，满足未来载人驻留的呼吸需求、饮用水需求，还可以加工为火箭燃料，是月球基地建设必不可少的核心资源，也是未来地月空间开发的核心资源；第二，能源条件优越，月球南极的山脉等高地存在大量永久光照区，这些区域几乎全年都可以被太阳光照射，可以提供持续稳定的太阳能发电，避免了月球其他区域长达14天的极夜低温，极夜条件下需要依靠核电源供电，大幅增加了任务成本和技术难度，永久光照区的存在为长期探测提供了稳定的能源保障；第三，科学价值极高，月球南极的南极-艾特肯盆地是太阳系最大最深的撞击盆地，撞击事件深度穿透了月球的月壳，带出了月球内部的原始物质，研究该区域的物质成分可以解答月球起源、月球内部结构、月球早期演化等核心科学问题，同时月球南极位于月球背面，不受地球无线电信号和电离层干扰，是开展低频射电天文观测的绝佳地点，可以观测到地球上无法观测到的宇宙黎明信号，帮助科学家研究宇宙起源和第一代恒星形成；第四，工程战略价值突出，当前全球主要航天国家都将月球探测作为载人深空探测的第一步，抢占月球南极的有利探测位置，可为后续资源开发和基地建设奠定战略基础，因此成为各国探月任务的核心目标区。3.请简述嫦娥六号任务为什么需要中继通信，并说明其中继通信的基本原理。答案：由于月球被地球潮汐锁定，月球的自转周期和公转周期完全一致，因此月球背面始终背对地球，当探测器着陆在月球背面时，月球本身会遮挡探测器发出的无线电信号，地球表面的测控站无法直接与月球背面的探测器建立通信链路，也无法直接发送控制指令，因此必须通过中继卫星完成信号中转，才能保障任务的顺利开展。嫦娥六号任务的中继通信依托鹊桥二号中继卫星实现，鹊桥二号运行在地月系统拉格朗日L2点的Halo轨道上，该轨道的特殊位置使得鹊桥二号可以同时观测到月球背面和地球，轨道稳定，消耗的轨道维持燃料极少，可以长期稳定运行，满足多年的通信需求。其中继通信的基本原理为：双向通信分为下行和上行两个方向，下行链路中，嫦娥六号着陆器、上升器将采集的科学数据、状态数据编码调制为无线电信号，发送给鹊桥二号中继星，中继星对信号进行放大、变频处理后，转发给地球表面的测控站，测控站将数据接收后处理得到科学信息和探测器状态；上行链路中，地面发出的控制指令经过编码调制后发送给鹊桥二号，鹊桥二号再转发给月球背面的嫦娥六号探测器，以此完成指令的传输，实现双向的通信保障，支撑整个任务的运行。四、论述题请结合中国探月工程的发展历程，论述探月工程对中国天文学和基础科学发展的重要意义。答案：中国探月工程自2004年正式立项以来，经过二十多年的发展，先后完成了嫦娥一号到嫦娥六号六次任务，实现了从绕月到落月再到采样返回的跨越，即将进入建设国际月球科研站的新阶段，对中国天文学和整个基础科学的发展都带来了极为深远的影响，具体可以从四个层面展开分析：第一，探月工程直接推动了月球科学和行星科学的发展，填补了人类认知的多项空白。在嫦娥工程开展之前，中国的月球科学研究基本处于理论研究和国外数据再分析的阶段，没有自主获取的探测数据和样品，嫦娥工程的开展改变了这一局面：嫦娥四号首次实现月球背面软着陆，获取了第一手月球背面的环境数据和影像数据，嫦娥五号带回了月球正面年轻的玄武岩样品，将月球岩浆活动的历史延长了近10亿年，直接推翻了此前主流的月球冷却理论，刷新了人类对月球演化的认知，嫦娥六号首次带回月球背面的样品，为研究南极-艾特肯盆地的形成历史、月球正面和背面的地质差异提供了直接的研究样本，这些成果不仅完善了月球科学的研究框架，也推动了整个行星科学的发展，因为月球保留了太阳系形成早期45亿年的原始地质记录，而地球由于板块运动和地质活动，早期的地质记录已经完全被抹除，研究月球的演化历史可以帮助我们理解类地行星的形成演化规律，进而帮助我们理解地球自身的演化历史，对整个地球科学和行星科学都有重要的推动作用。第二，探月工程为天文学前沿研究开辟了全新的观测窗口，推动了天文学的重大突破。月球具有地球上无法比拟的天文观测优势：月球背面完全没有地球的无线电射频干扰和电离层吸收，是开展低频射电观测的唯一理想地点，在嫦娥四号任务中，我国已经获得了月球背面低频射电观测的第一批数据，填补了10MHz以下低频射电观测的空白，未来在国际月球科研站建设完成后，我国将在月球背面建设千米级的低频射电望远镜阵列，用来观测宇宙黎明时期的中性氢21厘米谱线，研究宇宙再电离历史和第一代恒星的形成过程，这是地球上永远无法实现的观测目标，有望解开宇宙起源的核心谜团；同时月球没有大气层，不存在大气消光和大气扰动，重力稳定，地质活动不频繁，在月球上建设光学、红外、伽马射线天文台，观测分辨率和灵敏度都远远高于近地轨道的望远镜，未来我国将在月面建设大口径光学望远镜，用于暗能量、引力波、系外行星的观测，推动天文学前沿领域的重大突