2025年大学《空间科学与技术》专业题库—— 月球水资源开发的技术挑战.docxVIP

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——月球水资源开发的技术挑战

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.月球水冰最可能存在的区域是（）。

A.白天阳光直射的月面高地

B.月球两极的永久阴影撞击坑底部

C.月球赤道地区的火山口附近

D.月球表面受到太阳风持续轰击的区域

2.导致月球表面水冰难以直接利用的主要环境因素之一是（）。

A.月球重力约为地球的1/6

B.月壤具有高吸附性

C.月球表面昼夜温差极大

D.月球拥有稀薄但可呼吸的大气

3.以下哪种探测手段主要用于探测月球表面下数米至数十米深度的水冰？（）

A.中子探测器

B.热红外成像仪

C.射频雷达

D.光谱反射计

4.在月球低重力环境下，水的表面张力相比地球（）。

A.显著增大

B.显著减小

C.基本不变

D.先增大后减小

5.从月壤中提取水冰，以下哪种方法利用了热力学原理？（）

A.激光烧蚀法

B.惰性气体吹扫法

C.热熔法（通过加热使冰融化）

D.电化学沉积法

6.月壤颗粒极其细微且具有胶状特性，这对水资源的储存和利用构成的主要挑战是（）。

A.增加了水的蒸发速率

B.阻碍了水的均匀流动和分布

C.提高了水的纯化难度

D.导致储水容器易被堵塞

7.将月球水转化为可供人类呼吸的氧气，最直接有效的方法是（）。

A.利用太阳光分解水

B.通过电解水产生氢气和氧气

C.水与金属高温反应生成氢氧化物，再还原

D.借助月球土壤中的某种化学物质催化分解

8.月球水资源开发中，制取火箭推进剂所需氧化剂最常用的来源是（）。

A.直接从水中电解获得

B.利用月球大气中的氩气

C.从土壤中提取氧化铝再转化

D.水与钚等高能燃料反应

9.为了在月球极端温差下有效储存液态水，需要考虑的关键问题是（）。

A.容器的隔热性能和防辐射能力

B.水的蒸发压强控制

C.容器材料的抗冲击性

D.水的表面活性

10.面向未来的月球基地可持续生存，水资源闭环利用系统的核心意义在于（）。

A.降低从地球运输物资的成本

B.提高水资源的利用效率，减少资源消耗

C.增强月球基地应对突发事件的独立生存能力

D.保障宇航员拥有更高质量的生活用水

二、简答题（每小题5分，共20分。请简明扼要地回答下列问题）

1.简述永久阴影撞击坑中水冰得以长期保存的主要原因。

2.阐述月尘对月球水资源开发中水处理和储存环节可能造成的影响。

3.解释为何月球低重力环境给水的储存容器设计带来了特殊的技术要求。

4.简述利用月球水资源生产呼吸用氧气的主要技术路径及其面临的技术难点。

三、论述题（每小题10分，共30分。请围绕题目要求，结合所学知识，进行深入分析和阐述）

1.分析在月球表面直接从月壤中开采水冰所面临的主要工程挑战，并说明克服这些挑战可能的技术方向。

2.探讨将采集到的、含有较多杂质（如月尘离子）的水转化为高纯度饮用水所需的关键处理技术步骤，并说明每一步的目的。

3.结合月球基地的能源需求和用水需求，论述发展月球水资源就地利用（ISRU）技术对于实现长期月球探测和基地建设的战略意义。

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试卷答案

一、选择题

1.B

2.C

3.C

4.B

5.C

6.B

7.B

8.D

9.A

10.C

二、简答题

1.解析思路：永久阴影撞击坑内部长期接受不到太阳辐射，温度极低且稳定，接近绝对零度。这使得坑内任何物质（包括水分子）的热运动能量很低，难以达到升华或解吸的温度。同时，由于缺乏日照，太阳风等外部因素的轰击和扰动也微乎其微，阻止了水冰的蒸发和流失。因此，水冰可以在这种近乎完美的“冷藏”环境中稳定存在数百万年甚至更长时间。

回答要点：长期不见太阳光（持续低温）、缺乏太阳风等扰动。

2.解析思路：月尘颗粒细小（纳米级）、带有静电、具有棱角且流动性好。这些特性导致月尘极易附着在设备表面（如泵、阀门、滤膜、储罐内壁），形成一层厚厚的粉尘层，堵塞流体通道，降低设备效率。月尘还可能进入水处理系统，污染净化介质，影响处理效果。在储存环节，月尘会填充储水容器，占据体积，增加容器重量，并可能含有害物质