哈工大空间技术概论口试题目含答案完整版

1.空间环境的分类

答：地球空间环境，星际空间环境，行星空间环境

2.航天器经历的环境有哪些？

答：地面环境、发射环境、轨道环境、再入/着陆环境

3.空间环境工程学研究的范围

答：1）空间环境对航天器的影响及其机理的研究；2）空间环境地面模拟方法及其模拟技术的研究；3）研究空间环境的利用；4）虚拟试验技术及防护技术的研究；5）航天器空间环境模拟试验方法、试验技术、试验理论的研究；6）研究提供航天员训练的空间环境模拟条件与试验方法

4.我国各阶段的空间环境模拟器有哪些？进行过哪些主要的航天器

环境试验？

答：第一阶段：1956年~1965年，KM1、KM2；东方红1号卫星的环境模拟试验；

第二阶段：1966年~1978年， KM3、KM4；返回式卫星、科学实验卫星、气象卫星、通讯卫星整星及太阳翼。

第三阶段： 1978年~1997年， KM5、KM6；神舟1号~神舟7号飞船。

第四阶段：1998年~现在，KM7、重大航天科研设施；国家重大基础科学工程。

5.简述什么是真空环境，它的单位及如何划分真空区域？

答：（1）指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态，也就是该空

间内气体分子密度低于该地区一个大气压的分子密度。

（2）国际单位用压力单位Pa（帕）表示，高斯单位用压力单位Tor（托）表示；

（3）低真空：105～102Pa （0~50Km)

中真空： 102～10-1Pa （50~90Km)

高真空： 10-1～10-5Pa （90~330Km)

超高真空：＜10-5Pa （330Km以上)

6.试解释气体的吸附现象以及材料在真空环境的解吸与出气现象。答：吸附：固体或液体对气体或蒸汽的捕集现象。

解吸：被材料吸附的气体或蒸汽的释放现象。释放可以是自然的，也可用物理方法加速。

出气：当真空度高于10-2Pa时，气体会不断地从材料表面释放出来。

7.试述真空环境效应有哪些？各自对航天器有什么影响？

答：（1）压力差效应：会使密封舱变形或损坏，因此增大了贮罐中液体或气体的泄漏，缩短了使用时间；

（2）真空放电效应：射频空腔波导管等装置有可能由于微放电而使其性能下降，甚至产生永久性失效。

（3）真空出气效应：产生分子污染，降低观察窗和光学镜头的透明度，改变热控涂层的性能，减少太阳能电池的光吸收率，增加电器元件的接触电阻等。

（4）材料蒸发升华和分解效应：引起表面粗糙，使航天器表面光

学性能变差；引起材料机械性能的变化。可能改变材料表面的适应系数及表面辐射率，显著改变材料的机械性能、蠕变强度和疲劳应力等。

（5）粘着和冷焊效应：活动部件、支承、传动、触点部位都可能出现故障。冷焊将加速轴承的磨损，减少其工作寿命，使电机滑环、电涮、继电器和开关触点接触不良，天线或重力梯度杆展不开，太阳电池阵板、散热百叶窗打不开等。

（6）真空环境下的热辐射效应：对航天器的温度控制起着重要作用。

8.试述冷焊发生的要素，冷焊试验要求的真空度是多少？

冷焊发生三要素：高真空、相同金属材料、压力

发生在10－７Pa以上的超高真空环境下

9.什么是分子污染？它的危害是什么？

航天器材料在空间真空环境下出气，通过分子流动和物质迁移而沉积在航天器其他部位上造成的污染，称为分子污染。

严重的分子污染会降低观察窗和光学镜头的透明度，改变热控涂层的性能，减少太阳能电池的光吸收率，增加电器元件的接触电阻等。

10.什么是真空环境的分子沉效应？

在空间模拟室内，真空规面向试件所测得的分子流压力值比面向真空容器壁板所测得的分子流压力值高1~2个数量级。这就是分子沉效应。

11.真空环境模拟的方法有哪些？

物理模拟是指模拟空间的实际真空环境。

效应模拟是指空间真空环境模拟试验与空间真空环境试验的一致性.

数值模拟是用数学模型代替实际系统的模拟试验。

12. 真空容器的常用结构形式有哪些？一般采用何种形式，采用的

理由是什么？

圆柱、箱形、球、圆锥

圆柱：强度、材料消耗、空间利用率、制造性等综合性能好。

13. 真空容器有效直径与航天器特征尺寸之间的关系式

DM ：模拟器有效直径， DV ：航天器特征尺寸

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=112111)(δεV M D D 14. 真空环境的润滑方式有哪些？润滑材料的种类有哪些？

液体润滑：饱和蒸气压较低的润滑油

固体润滑：层状晶体结构物质、非层状无机物、金属薄膜、塑料、合成膜、化合膜

自润滑：石墨、陶瓷、复合材料

15. 真空容器的检漏方法有哪些？

氦质谱检漏法、静态法、Kr85法、真空规法、气泡法、方向规

16. 地面磁场强度是多少？随地心距离如何变化？

在地面上的平均磁感应强度约为5×10－5T （特斯拉），其强度随地心的距离以r-3向外递减

17. 航天器受到的磁力矩如何计算？

L=M×H

L：干扰力矩；M：卫星的磁矩；H：空间磁场强度

18.试述空间磁环境对航天器的影响

地球磁场对航天器姿态的影响是低轨道航天器特有的环境问题，因为地球磁场的强度大约以r-3向外迅速减弱，低轨道上的磁场强度要比高轨道强得多。航天器由于结构和性能的需要总要使用一些永磁材料和感磁材料，航天器上仪器之间连线中的电流也会产生磁矩，因此航天器总会有一定的剩磁矩。在轨道上航天器的磁矩和空间磁场相互作用会产生干扰力矩（L）。影响航天器的姿态控制。

19.减小航天器磁力矩的措施有哪些？

1)尽量减少磁性物质，尽量选用无磁材料，晶体管等元器件的引

线用无磁材料，缩短有磁性的晶体管引线长度；

2)尽量减少敏感仪器，测定其允许的干扰阈值，电池用无磁的银

镉电池，不用镉镍电池。

3)合理配置磁性物质以减少总磁矩，合理安排强直流电缆的位

置，通过布线设计减小回路面积，如导线要成对缠绕或用同轴

形式、限制环的数量和面积、避免形成强直流回路、使相邻磁

场相互抵消等；

4)磁屏蔽，用高磁导率的材料进行多层封闭；

5)在发射前进行航天器磁矩的测量，对干扰力矩进行补偿控制，

减少磁力矩引起的自旋轴进动。