月亮研究员进修课

  科学顾问(排名不分先后)

  栾恩杰:中国工程院院士 探月工程首任总指挥

  孙家栋:中国科学院院士,原航空航天工业部副部长、科技委主任,中国航天科技集团有限公司原高级技术顾问

  欧阳自远:中国科学院院士,中国月球探测工程首任首席科学家

   

  

  1. 关于月球是如何形成的,目前被广为接受的假说是(     )

  A. 分裂说

  B. 俘获说

  C. 同源说

  D. 碰撞说

  答案:D

  解析:越来越多的地球化学证据和模拟结果支持月球是由一颗火星大小的星体撞击原始地球形成的。

  2. 在中国神话传说中,嫦娥的丈夫叫什么?   

  A. 羿  

  B. 八戒 

  C. 夸父

  D. 大禹

  答案:A

  解析:在我国古代神话故事中,羿因射日有功,西王母奖励了一颗仙丹,却被妻子嫦娥偷吃,从此长生不老,飘然飞上月宫。

  3. 以下关于月球的说法,正确的是?(   

  A. 月球昼夜时间和地球相当,在24小时左右

  B. 月球表面是真空环境

  C. 随着月球自转,地球上看到月球的面是不断变化的

  D. 月球昼夜温差一般不超过30摄氏度

  答案:B

  解析:月球一昼夜大约为28天,昼与夜各约14天;月球大气压1.3×1010 千帕,属于真空环境;因为潮汐锁定现象,月球是一直只有一面对着地球;月球昼夜温差可达300摄氏度,白天在阳光直射的地方,温度高达120摄氏度左右;夜晚温度可低到-180 摄氏度左右。正因为月球存在巨大的温差,对在月球工作的仪器设备提出了很高的技术要求。

  4. 月球上几乎没有大气层,主要原因是:(    

  A. 月球微弱的重力 

  B.猛烈的太阳风

  C.昼夜温差大 

  D.缺乏氧气

  答案:A

  解析:月球微弱的重力使它保持不住大气层,在阳光照射下,轻的气体分子的热运动速度就会大于逃逸速度,纷纷飞散到行星际空间里去。虽然从月表面下面不时有少量气体逸出,但月球只能留住象氙、氪那样重的气体,但这些元素非常稀少。月球大气非常的稀薄,属于超高真空环境。

  5. 月壤是指覆盖在月表的土壤,它的形成与下面哪个因素无关?(    

  A. 小天体撞击(包括小行星和彗星撞击)

  B. 地球磁场影响

  C. 太阳风轰击

  D. 昼夜温差变化

  答案:B

  解析:月壤形成主要包括四个过程:小天体撞击、宇宙射线和太阳风持续轰击和昼夜温差变化导致的热胀冷缩破裂。由于月球没有大气,因此月表一直遭受着小天体的撞击,年龄越老的区域,经历的撞击事件越多,一般月壤越厚。

  6. 月壤中含有丰富的资源,下面哪种资源被认为是清洁的发电原料?()

  A. 钛铁矿

  B. 氮气

  C. 

  D. -3

  答案:D

  解析:月球没有大气,长期的太阳风注入使得月壤中存在丰富的氦-3,氦-3是一种被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料

  7. 经过几十年的研究,月球可以根据物质成分和地貌特征被划分为三大地体,下面划分正确的是?(   

  A. 南极、北极和中低纬

  B. 正面、背面和两极

  C. 高地、月海和南极艾特肯盆地

  D. 正面、背面和永久阴影区

  答案:C

  解析:持续不断的月球探测获得了月表全球的地形地貌、矿物和元素含量的分布特征,为月球地质单元的划分提供了关键支撑。目前月球主要划分为三大地体,一是斜长岩高地,主要分布在月球背面,普遍认为在月球岩浆洋阶段,斜长石由于密度低,结晶后会漂浮到岩浆洋的表面形成高地斜长岩;由于斜长石反射率高,肉眼看到月球发白的区域主要是斜长岩,月球正面也有不少斜长岩分布。二是月海玄武岩,月海不是真的海,而是指月表被玄武岩充填的区域,主要分布在正面风暴洋等月海区域,由于玄武岩反射率低,就是地球能看到的月球正面发黑的区域。三是月球背面的南极艾特肯盆地,月球南极有一个巨大的撞击盆地,直径2480km,深度12.8km,是太阳系最大的撞击盆地。盆地的撞击形成时间是距今40亿年-41亿年前,撞击盆地内必然会裸露40亿年前古老的岩石和月球深部月幔的物质,是探索月球内部成分的窗口。嫦娥4号的着陆区与月球车在盆地内的冯.卡门撞击坑内着陆并开展科学探测,发现月幔物质与古老的岩石,在国际著名科学杂志Nature和Science正式发表。

  8. 嫦娥五号采回的月球样品中含有大量月壤,关于月壤形成的机制下面描述正确的是?(  

  A. 月岩不断热胀冷缩,机械风化形成月壤

  B. 小行星撞击月球,形成月壤中的胶结物

  C. 月岩受水蚀变和风侵蚀形成月壤

  D. 月壤含有小行星撞击残留的颗粒

  答案:A,B,D

  解析:月壤主要由月岩的机械风化(热胀冷缩)形成,没有水蚀变和风侵蚀作用,同时,小行星撞击会形成大量的冲击熔融玻璃体胶结物和冲击玻璃,月球火山喷发的玻璃也会产出于月壤中。

  9. 2020年12月1日23时11分,嫦娥五号探测器在月球成功自主软着陆。中,陆区位于哪个区域?(    

  A. 风暴洋北部

  B. 虹湾

  C. 冯·卡门撞击坑

  D. 宁静海

  答案:A

  解析:2020年12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功自主软着陆于月球正面风暴洋吕姆克山脉以北地区。

  10. 嫦娥五号带回的月球样品中,含有大量的月壤,月壤的平均粒度约为多少?(   

  A. 50微米

  B.200微米

  C. 500微米

  D. 1000微米

  答案:A

  解析:月壤主要由月球岩石受热胀冷缩机械风化形成,也可能包含一些小天体撞击月球背面的溅射物、月岩碎片等。从阿波罗采集的月壤颗粒统计可以看出,月壤的峰值(平均)粒度为50微米左右(下图)。

   

  

  图:阿波罗10084月壤颗粒的粒度频谱分布图

  数据出处:NASA Reference Publication 1265 (March 1993), Lunar soils grain size catalog

  11. 关于月壤,下列描述正确的是(      

  A. 月壤颗粒外形锋利,容易磨损乃至刺破宇航服;

  B. 带有静电,容易进入到仪器内部影响仪器正常工作;

  C.漂浮在太空舱内,容易进入到肺部危害宇航员健康;

  D.月壤可以用来做建筑材料,给宇航员建造住所;

  E. 可以从月壤里提取资源能源,给月球任务提供补给。

  答案:A,B,C,D,E 

  解析:可参考科普文章《嫦娥四号“挖月三尺” 月亮上的土壤里有哪些秘密?》http://www.kepu.net.cn/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_2020/202009/t20200918_489669.html

  12. 在无法直接从月球带回月球样品前,科学家一般通过月球陨石来研究月球的科学问题。以下地点中,月球陨石在哪里更不容易被收集到?(    

  A. 戈壁

  B. 沙漠

  C. 北极

  D. 南极

  答案:C

  解析:陨石降落在地球上的位置是随机的,但是戈壁、沙漠和南极干燥的气候条件适合陨石的保存。

  13. 2020年12月1日,嫦娥五号平稳着陆于月球正面,并在这里采集了1731克月球样品。我们可通过分析样品中的哪种矿物来知道嫦娥五号着陆点的年龄?(    

  A. 橄榄石

  B. 金刚石

  C. 锆石

  D. 石英

  答案:C

  解析:锆石是一种富U-Th-Pb的理想的定年矿物,一般被用来测定岩石的年龄。

  14. 嫦娥五号带回的月球样品有重要科研价值。下面哪些推测是错误的?(    

  A. 嫦娥五号带回的月球样品很年轻,可以探索月球晚期的火山活动和热演化

  B. 嫦娥五号带回的月球样品很古老,可以研究月球早期的火山活动和热演化

  C. 嫦娥五号带回的月球样品记录了年轻的太阳风,是太阳活动的“留声机”

  D. 相比于阿波罗号带回来的样品,嫦娥五号带回的月球样品更富含水和挥发分

  答案:B

  解析:嫦娥五号采样区域的撞击坑年代学统计结果指示12亿-20亿年的年龄,代表非常年轻的火山活动,比阿波罗返回样品(老于30亿年)明显年轻,所以A正确,B错误。嫦娥五号有大量月壤,长期暴露月表,不断记录太阳风,所以C正确。嫦娥五号样品采样区域代表年轻的玄武岩活动,且位于风暴洋地体,该区域富含钾、磷、稀土等元素,水和挥发分跟它们具有相似的性质,也应该相对会富集,所以D正确。

  15. 下图是由中科院西安光机所承研的嫦娥三号全景相机拍摄的嫦娥三号着陆器在轨照片,月球在白昼时,月面可以看到各种形貌的物体(如撞击坑、岩石、土壤等),但是月球的上空中却是漆黑的,天上的星星闪烁,为什么?(    

  A.相机曝光时间不足    

  B.月球周围没有大气   

  C.拍摄时间为月夜

   

  

  图 嫦娥三号全景相机拍摄的嫦娥三号着陆器在轨照片

  答案B

  解析:月球的表面和空间属于超高真空,没有云、没有天气变化,空中没有尘埃。月球的上空没有大气和尘埃对太阳光进行反射、折射,因而天空是漆黑的。

  16. 嫦娥三号、嫦娥四号和嫦娥五号都携带了全景相机,下图为全景相机工作原理图,请问全景相机为什么需要两台?   

  A.为了配重平衡   

  B.两台相机拍摄视场更大   

  C.可以获得立体图像

   

  

  图:全景相机工作原理图

  答案:C

  17. 嫦娥五号中国迄今为止最复杂的探月任务,包括前往月球-月面采样-月面起飞-月轨对接-返回地球等一系列复杂操作。在预选落区之内,决定嫦娥五号探测器最终着陆地点的是?   

  A. 地面工作人员

  B. 探测器总设计师

  C. 随机

  D. 探测器自主判断

  答案:D

  解析:嫦娥五号月球探测器动力下降过程中,依靠自主导航控制,完成降低高度、确定着陆点、实施软着陆等一系列关键动作。

  18. 嫦娥五号配置了多种有效载荷,在科学探测任务中发挥重要作用。以下哪个选项不是嫦娥五号的有效载荷?   

  A. 降落相机、全景相机

  B. 月壤结构探测仪

  C. 月球矿物光谱分析仪

  D. 月面巡视月球车

  答案:D

  解析:嫦娥五号探测器配置了降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷,能够在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。

  19. 文昌航天发射基地处于热带海洋性气候带,具有______的特点,这种苛刻的环境将加速材料的腐蚀失效进程,因此对防腐技术要求较高。(   

  A.高温、高湿、高盐

  B.高温、高湿、高碱

  C.高温、高湿、高酸

  D.高温、高湿、高氯

  答案:A

  解析:文昌航天发射基地处于热带海洋性气候带,具有“高温、高湿、高盐”的特点,这种环境将加速材料的腐蚀失效进程。不仅如此,所有文昌发射的航天部件需要经历长达五到七天的海上运输,且一般需要存放一段时间后才能正式发射,较长的储存期间将对航天材料的耐腐蚀性能带来极大的考验。

  20. 航天材料的腐蚀因素较为复杂,包括地面存放环境中的大气腐蚀、近地轨道附近原子氧的侵蚀、宇宙射线对涂层材料的破坏,以及太空中交变温度的影响等。为了满足航天装备地面环境及空间环境的复杂综合要求,中国科学院金属研究所韩恩厚团队研发出了腐蚀防控核心技术,并成功应用在“嫦娥五号”探测器上的______天线接收器外壳和执行此次发射任务的长征五号运载火箭上的______惯组支架。(   

  A. 钛合金,钛质

  B. 镁合金,镁质

  C. 铝合金,铝质

  D. 不锈钢,不锈钢质

  答案:B

  解析:参考文章《十年钻研 只为薄薄一层涂层》

  http://www.xinhuanet.com/politics/2020-12/28/c_1126914320.htm

  21. 减重对航天器至关重要,为了实现减重,航天器大量使用轻合金,镁合金材料。但它本身存在______的缺点,是实现大规模应用要突破的关键技术瓶颈。(   

  A. 极易被腐蚀

  B. 极易破损

  C. 极易变形

  D. 极其不稳定

  答案:A

  解析:在“神舟五号”发射测试阶段,中国科学院金属研究所韩恩厚团队发现,镁合金在航天应用中存在问题。镁合金基体在大气环境中表面会迅速形成一层自然氧化膜,但这层膜缺陷多,不致密,无法起到防护作用。

  22. 嫦娥五号是人类______应用深空轨道自动交会对接技术的飞船。  

  A. 第一个

  B. 第二个

  C. 第三个

  答案:A

  解析:经过几十年的实践探索,我国在载人航天领域已经熟练掌握了近地轨道交会对接技术,但是在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接,不仅在我国尚属首次,而且也是人类航天史上的第一次。

  23. 嫦娥五号有效载荷分系统搭载了七套有效载荷,大家各司其职,无缝配合,确保科学目标的完成,请问七套有效载荷中,承担“心脏”功能的是哪个?(   )

  A. 降落相机

  B.全景相机及转台

  C. 月球矿物光谱分析仪

  D. 载荷数据处理器

  答案:D

  解析:由中国科学院国家空间科学中心研制的载荷数据处理器发挥的是枢纽功能,它为全景相机及转台、月球矿物光谱分析仪等提供供配电、遥测遥控、运行控制、图像压缩、数据处理和存储、健康管理等,作为统一接口实现有效载荷与探测器平台的信息交互。

  24. 嫦娥五号的上升器使用什么作为动力?  

  A. 电池

  B. 燃料

  C. 智慧

  答案:B

  解析:嫦娥五号上升器从地球携带充足的燃料,通过燃料燃烧喷发出的羽流(在太空不叫尾焰)产生反推力,使上升器达到第一宇宙速度,从而飞离月面,将样品转交给返回器。

  25. 如下图所示,嫦娥五号为什么要“穿衣着裙”?

   

  

  嫦娥五号发射前的“定妆照”

  A. 美观

  B. 防空间碎片

  C. 防碰撞

  D. 温度控制

  E. 保护星内技术秘密

  答案:D

  26. 如下图所示,旗开月表,五星闪耀,探月工程嫦娥五号探测器在月球上首次实现了我国旗杆式国旗的独立展示,其中旗杆表面涂有专门设计的白色漆,请问这些白色漆的主要作用是什么?

   

  

  图:嫦娥五号着陆器和上升器组合体全景相机拍摄五星红旗在月面成功展开

  A. 美观作用

  B. 防腐蚀作用

  C. 温控作用

  D. 突出国旗颜色作用

  答案:C

  27. 嫦娥五号任务采集的月壤样品,是人类登月采样历史上第(  )次采样返回?如果按照单次采样返回的重量计算,中国此次采集的月壤重量可以排在第(  )位?(   

  A. 7,7

  A. 2,2

  C. 10,7

  D.3,7

  答案:C

  解析:1969-1972年美国阿波罗计划11、12、14、15、16、17号任务6次载人登月采集了共约381.7千克月球样品;1970-1976年,前苏联无人取样返回的月球计划在16、20和24号任务3次一共只取回了330克样品。因此,中国虽然是人类历史上第10次采集月球样品返回,但一次采集的重量却可以排在第7位。

  28. 嫦娥五号带回的月球样品经初步测量重量约1731克,是按地球还是月球重量来算?  

  A. 地球  

  B. 月球

  C. 太阳系

  答案:A

  解析:当然是按照地球来算啦,在地球定的目标也要带回地球,肯定要在地球用计量设备称一称重。

  判断题

  1. 嫦娥五号携带月球样品高速再入返回地球时,速度超过第二宇宙速度(约为11.2km/s)?

  答案:错

  2. 嫦娥五号探测器一共由四个部分组成,它们分别是轨道器、返回器、着陆器和上升器。着陆器和返回器会在采集到月球土壤样品后一起返回地球。(  )

  答案:错

  解析:嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成。其中,轨道器主要负责往返月球期间的动力、能量、通信和交会对接需求等;着陆器负责携带上升器顺利降落月球,完成月面打钻采样、机械臂抓取采样和相关科研任务;上升器负责携带收集的月壤样本,离开月球表面,与轨道器再次对接,将月壤转移至返回器中;返回器负责保管月壤采样样本,重返地球大气并被安全回收。因此,最终只有返回器会返回地球。

  http://www.kepu.net.cn/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_2020/202011/t20201124_490913.html

  3. 把地球上质量为1kg的月饼送到月球以后质量会变轻小于1kg ( )

  答案

  解析:质量是固定的,重量会变。

  4. 月亮的引力小,因此热气球可以在月亮上飞,而且需要的浮力比地球小。( )

  答案

  解析:月球没有大气,无法产生空气浮力,所以热气球飞不起来。

  5. 自动采样是嫦娥五号任务的核心关键环节之一。探测器要经受住超过100摄氏度的月面高温考验,克服测控、光照、电源等方面的条件约束,进行多点、多样化自动采样。(  )

  答案:对

  6. 嫦娥五号(上升器、着落器、返回器、轨道器)穿的“黄金膜”是用黄金做的。

   

  

  答案:错

  7. 月球样品中有强辐射,对人体有危害。 

  答案:错

  解析:对于地外样品,公众一直存在误解,认为陨石这些地球之外的样品有辐射,影响身体健康其实是无需担忧的,陨石的辐射我们日常使用的电器辐射还小,地球上的花岗岩等辐射反而较严重,不适宜做室内装饰材料。