2017年11月，中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“空間科學(xué)”（簡稱空間科學(xué)先導(dǎo)專項）結(jié)題總體驗收會在北京舉行，標志著中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項（一期）圓滿收官，我國空間科學(xué)衛(wèi)星發(fā)展站在了新的歷史起點上。
自2011年啟動以來，空間科學(xué)先導(dǎo)專項部署的暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”“實踐十號”衛(wèi)星、量子衛(wèi)星“墨子號”以及硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”四發(fā)四捷，已經(jīng)或正在產(chǎn)出系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和原始創(chuàng)新成果，實現(xiàn)了多項國際領(lǐng)先或先進的空間技術(shù)突破，極大地提升了中國在空間科學(xué)上的國際聲譽。
而面向未來，由中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心牽頭組織實施的這一我國迄今為止最大規(guī)模的科學(xué)衛(wèi)星計劃，正全面鋪開新的藍圖。
中國呼喚空間科學(xué)
有人說，一個不知道仰望星空的民族是沒有希望的民族；也有人說，21世紀決定霸業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)⑹翘铡墓胖两�，人類在太空中馳騁了最夢幻的暢想和最堅定的探求。
1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星“Sputnik 1”。這顆僅運行了92天的人造衛(wèi)星讓全世界為之震驚，太空逐鹿就此開始。
近幾十年，在國際發(fā)射的6000個空間飛行器中，專門用作空間科學(xué)研究的衛(wèi)星和深空探測器約有700顆。此外，人類還建造了空間實驗室、空間站等綜合研究設(shè)施，開展了數(shù)千項空間科學(xué)實驗。
由此換來的，則是革命性科學(xué)發(fā)現(xiàn)的爆發(fā)式增長。這些發(fā)現(xiàn)全面更新了人類對太陽系、天體、宇宙和地球的認知，也正深刻地改變著我們的宇宙觀和自然觀。
反觀中國，空間科學(xué)的成績似乎并不樂觀：航天事業(yè)發(fā)展不平衡、重應(yīng)用輕科學(xué)、空間科學(xué)研究嚴重依賴對他國公開數(shù)據(jù)的二次分析……可以說，中國航天是“跛著腳”跳進了“黃金時代”。
此外，與美國等國家和地區(qū)不同的是，我國航天事業(yè)從起步開始，幾乎就是面向工程、面向應(yīng)用的，空間科學(xué)一直是我國航天事業(yè)的短板。
比如，2000~2014年的15年里，美國國家航空航天局（NASA）平均每年向空間科學(xué)投入60.8億美元，歐洲空間局（ESA）每年投入22.7億美元；而中國，據(jù)粗略估計，空間科學(xué)年均投入低于1億美元。不僅如此，國際總計5000多項空間科學(xué)實驗項目中，中國僅占100項左右。
這樣的差距，也正是“航天大國”與“航天強國”的差距。
實際上，空間科學(xué)對航天技術(shù)具有牽引和帶動作用。一項空間科學(xué)任務(wù)的實施，能夠催生一批新的航天技術(shù)。“每一項非重復(fù)性的空間科學(xué)任務(wù)，都會在特殊軌道設(shè)計、探測器姿態(tài)穩(wěn)定度、平臺與載荷一體化設(shè)計、遙科學(xué)等方面不斷對航天技術(shù)提出新的需求。”原空間中心主任、空間科學(xué)先導(dǎo)專項（一期）負責(zé)人吳季曾表示。
與此同時，空間科學(xué)對經(jīng)濟社會發(fā)展的促進也顯而易見。例如，空間地球科學(xué)、太陽物理、空間天氣對人類社會發(fā)展、空間活動、地面設(shè)施安全有重要價值，空間生命科學(xué)則為創(chuàng)新生物材料、藥物和醫(yī)療技術(shù)提供無限可能。
因此，在倡導(dǎo)“和平發(fā)展”的黃金時代，中國航天似乎已不是僅憑國防應(yīng)用的單一力量就可拉動的。要想沖破技術(shù)的“天花板”，走向更遠更深的宇宙，中國航天似乎需要走出一條“空間科學(xué)拉動空間技術(shù)”的新路。
最大空間科學(xué)計劃
轉(zhuǎn)機發(fā)生在2010年3月。春分過后，中科院迎來了一件大事：國務(wù)院審議通過“創(chuàng)新2020”規(guī)劃，明確要求通過組織實施戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，形成重大創(chuàng)新突破和集群優(yōu)勢。
2009年10月，中科院院機關(guān)組織當時的空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心，開始策劃和醞釀空間科學(xué)先導(dǎo)專項的實施方案。之后，一輪輪匯報，一次次審批，空間科學(xué)先導(dǎo)專項方案一路晉級。
2011年1月11日，首批戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項正式啟動，空間科學(xué)先導(dǎo)專項應(yīng)運而生，成為我國迄今為止最大規(guī)模的空間科學(xué)衛(wèi)星計劃。
2015年，空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心更名為“國家空間科學(xué)中心”，作為我國空間科學(xué)及其衛(wèi)星工程項目的總體性研究機構(gòu)，面向全國的空間科學(xué)創(chuàng)新平臺，負責(zé)組織開展國家空間科學(xué)發(fā)展規(guī)劃研究，以及空間科學(xué)先導(dǎo)專項的組織與實施。
“十二五”期間，依托空間中心，空間科學(xué)先導(dǎo)專項共部署了以下幾個研究項目：
暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”，用于尋找暗物質(zhì)湮滅的證據(jù)，探索宇宙線起源；
“實踐十號”返回式科學(xué)實驗衛(wèi)星，利用返回式衛(wèi)星技術(shù)，推動空間微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)發(fā)展；
量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”，實現(xiàn)衛(wèi)星與地面之間量子保密通信試驗；
硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”，研究黑洞的性質(zhì)及極端條件下的物理規(guī)律；
空間科學(xué)背景型號項目，根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃和發(fā)展路線圖，遴選科學(xué)衛(wèi)星項目進行背景型號研究，為“十三五”科學(xué)衛(wèi)星的工程研制、發(fā)射和獲得科學(xué)成果做準備；
空間科學(xué)預(yù)先研究項目，通過部署項目集群的方式，對未來的空間科學(xué)衛(wèi)星計劃和必需的關(guān)鍵技術(shù)進行先期研究。
“這是中國邁出的非常重要、非常偉大的一步。這一步對空間天文學(xué)的未來發(fā)展非常重要，難以想象如果沒有中國的參與，這個領(lǐng)域能否在未來發(fā)展得很好。” 諾獎得主Brian P.Schmidt這樣評價空間科學(xué)先導(dǎo)專項的意義。
空間科學(xué)先導(dǎo)專項實施七年來，部署的四顆衛(wèi)星“四發(fā)四捷”，在具有重大科學(xué)意義的熱點領(lǐng)域，包括暗物質(zhì)粒子空間探測、空間大尺度量子力學(xué)實驗、黑洞和天文觀測、微重力和生命科學(xué)等方面，取得了重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新突破，帶動了相關(guān)高技術(shù)的跨越式發(fā)展。背景型號和預(yù)先研究突破了主要關(guān)鍵技術(shù)，孵化培育了具有重大科學(xué)意義的新項目。
截至目前，空間科學(xué)先導(dǎo)專項（一期）已經(jīng)圓滿收官，取得了一批具有國際影響力的重要成果，發(fā)揮了空間科學(xué)在國家發(fā)展中的重要戰(zhàn)略作用。
“悟空”：探秘宇宙暗物質(zhì)
2015年12月17日，暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”成功發(fā)射升空，標志著我國空間科學(xué)探測研究邁出重要一步。
作為空間科學(xué)先導(dǎo)專項的“首發(fā)星”，也是第一顆由中科院承擔全部研制、生產(chǎn)工作的衛(wèi)星，暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星的順利完成、發(fā)射和運行，標志著中科院舉起我國空間科學(xué)事業(yè)的大旗，在面向世界科技前沿、面向國家重大戰(zhàn)略需求方面譜寫下新的篇章。
暗物質(zhì)和暗能量，被科學(xué)家們稱為“籠罩在21世紀物理學(xué)上的兩朵烏云”。目前，我國和世界各國已著手籌建或?qū)嵤┒鄠�暗物質(zhì)探測實驗項目，其研究成果將可能帶來基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的重大突破。
此次升空的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星身負三個主要科學(xué)目標——通過在空間高分辨、寬波段觀測高能電子和伽瑪射線尋找和研究暗物質(zhì)粒子，在暗物質(zhì)研究這一前沿科學(xué)領(lǐng)域取得重大突破；通過觀測TeV以上的高能電子及重核，在宇宙射線起源方面取得突破；通過觀測高能伽瑪射線，在伽瑪天文方面取得重要成果。
這顆由中科院承擔全部研制、生產(chǎn)工作的衛(wèi)星采用了載荷平臺一體化的創(chuàng)新設(shè)計，有效載荷質(zhì)量1410公斤，平臺質(zhì)量440公斤，載荷平臺比達3.2：1。根據(jù)載荷特點，衛(wèi)星借鑒哈勃望遠鏡的設(shè)計理念，于國內(nèi)首次采用以載荷為中心的設(shè)計方案，使暗物質(zhì)粒子探測器位于整星中心，電子學(xué)機箱及平臺各單機均布于探測器周圍的隔板上。
同時，暗物質(zhì)粒子探測器還具有先進的科學(xué)探測指標，觀測能段范圍為5GeV~10TeV，能量分辨率優(yōu)于1.5%，是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、空間和能量分辨率世界領(lǐng)先的高能粒子探測器，可以精確測量宇宙高能粒子（電子、伽瑪、宇宙射線核素等）的物理特征和空間分布。
2015年12月31日，習(xí)近平總書記發(fā)表2016年新年賀詞，在列舉2015年重大進展時，特別提到“我國科學(xué)家研制的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星發(fā)射升空”，并將其作為“只要堅持，夢想總是可以實現(xiàn)的”例證之一。
發(fā)射成功后，“悟空”在軌運行的前530天共采集了約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬顆25GeV以上的電子宇宙射線�；谶@些數(shù)據(jù)，科研人員成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結(jié)果。
“悟空”的電子宇宙射線的能量測量范圍比國外的空間探測設(shè)備有顯著提高，拓展了觀察宇宙的窗口；測量到的TeV電子的“純凈”程度最高，能譜準確性高；首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在~1TeV處的拐折，反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對于判定能量低于1TeV的部分電子宇宙射線是否來自于暗物質(zhì)起著關(guān)鍵性作用。此外，“悟空”的數(shù)據(jù)初步顯示在~1.4TeV處存在能譜精細結(jié)構(gòu)。
目前“悟空”運行狀態(tài)良好，正持續(xù)收集數(shù)據(jù)，一旦該精細結(jié)構(gòu)得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。
“實踐十號”：微重力實驗“中國首星”
2016年4月6日，我國首顆微重力科學(xué)實驗衛(wèi)星——“實踐十號”返回式科學(xué)實驗衛(wèi)星按照預(yù)定窗口時間，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。
“實踐十號”于2012年12月31日正式立項，是空間科學(xué)先導(dǎo)專項首批科學(xué)實驗衛(wèi)星中唯一的返回式衛(wèi)星。其中，空間中心負責(zé)工程大總體、地面支撐系統(tǒng)及有效載荷總體工作，衛(wèi)星系統(tǒng)及平臺由中國空間技術(shù)研究院抓總研制，科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)由中科院力學(xué)研究所負責(zé)。
對科學(xué)家來說，宇宙空間是一個很好的實驗室。地球上的物理現(xiàn)象都受到地球重力的制約，比如浮力、沉降等。但在極端物理條件下，物質(zhì)的運動規(guī)律、物理化學(xué)過程、生命過程等都可能發(fā)生變化，這就意味著重大科學(xué)突破的可能。
“實踐十號”的主要科學(xué)目標正是利用太空中微重力等特殊環(huán)境，開展科學(xué)實驗，以研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下，物質(zhì)運動及生命活動的規(guī)律。
此次“實踐十號”共搭載19個實驗項目，這也是迄今為止單次空間微重力和生命科學(xué)實驗項目及種類最多的衛(wèi)星任務(wù)。這些項目是從200多項申請中脫穎而出的，按照創(chuàng)新性、可行性、必要性等科學(xué)標準，經(jīng)過嚴格遴選、反復(fù)論證，涵蓋了微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學(xué)、空間輻射效應(yīng)、微重力生物效應(yīng)、空間生物技術(shù)六大領(lǐng)域�？梢哉f，這些實驗項目均具有創(chuàng)新性和很強的科學(xué)研究價值，有望獲取具有國際先進水平的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大科技成果。
比如，微重力下煤燃燒實驗等項目針對能源、農(nóng)業(yè)和健康等國家戰(zhàn)略目標，為解決地球上的現(xiàn)實問題提供幫助；導(dǎo)線絕緣層著火實驗等項目結(jié)合航天器防火等關(guān)鍵技術(shù)需求，為我國航天工程后續(xù)發(fā)展提供支撐；哺乳動物早期胚胎發(fā)育、造血與神經(jīng)干細胞三維培養(yǎng)等項目瞄準空間生命科學(xué)的前沿課題，對人類未來走向太空有重要意義。
此外，作為我國新一代返回式衛(wèi)星，“實踐十號”在衛(wèi)星技術(shù)方面也得到了較大改進，實現(xiàn)了三大飛躍。
一是姿態(tài)控制采用小發(fā)動機作為推進系統(tǒng)的推力器，可以保證較好的衛(wèi)星微重力水平；二是以與國際接軌的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)替代原先的程序控制器，使得遙控指令和遙測數(shù)據(jù)的安排以及改變飛行程序的數(shù)據(jù)注入都更加靈活；三是增設(shè)流體回路的熱控分系統(tǒng)，使衛(wèi)星回收艙內(nèi)部的熱能有效排到星外，以確保生物樣品的溫度環(huán)境。
2016年4月18日，在順利完成12天的太空飛行后，“實踐十號”回收艙準確降落在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定著陸區(qū)域�；厥张撝憼顟B(tài)正常、外觀良好，搜索回收任務(wù)順利完成，進一步驗證了我國返回式衛(wèi)星控制回收技術(shù)，標志著我國在空間科學(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域邁出堅實步伐。
“墨子號”：領(lǐng)跑量子科學(xué)
2016年8月16日，世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。隨著發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，人類將首次完成衛(wèi)星和地面之間的量子通信，標志著我國空間科學(xué)研究又邁出重要一步。
當前，量子通信的實用化和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成為各個大國爭相追逐的目標。2011年，中科院正式啟動全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的研制，這既意味著中國科學(xué)家率先向星地量子通信發(fā)起挑戰(zhàn)，更意味著中國或?qū)㈩I(lǐng)先歐美獲得量子通信覆蓋全球的能力。
此次科學(xué)家在“墨子號”上搭載了自主研發(fā)的“四種武器”：量子密鑰通信機、量子糾纏發(fā)射機、量子糾纏源和量子試驗控制與處理機。同時在地面建設(shè)了科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，包括1個中心——合肥量子科學(xué)實驗中心；4個站——南山、德令哈、興隆、麗江量子通信地面站；1個平臺——阿里量子隱形傳態(tài)實驗平臺。
衛(wèi)星與地面站共同構(gòu)成天地一體化量子科學(xué)實驗系統(tǒng)，在兩年的設(shè)計壽命期間，“墨子號”將進行四大實驗任務(wù)——星地高速量子密鑰分發(fā)實驗、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)實驗、星地量子糾纏分發(fā)實驗以及地星量子隱形傳態(tài)實驗。
由于天地量子科學(xué)實驗非常復(fù)雜，因此對天地實驗設(shè)備的要求也異乎尋常的高。比如，量子衛(wèi)星飛行中攜帶的兩個激光器要分別瞄準兩個相距上千公里的地面站，向左向右同時傳輸量子密鑰，且衛(wèi)星上的光軸和地面望遠鏡的光軸要始終精確對準，就好比衛(wèi)星上的“針尖”對地面上的“麥芒”。
對此，科研團隊進行了各種實驗，考驗超遠距離“移動瞄靶”能力，最終突破了星地光路對準等關(guān)鍵技術(shù)，通過平臺和載荷兩級控制的方式，使得對準精度達到普通衛(wèi)星的10倍。
2017年6月，“墨子號”在國際上率先實現(xiàn)千公里級的量子糾纏分發(fā)，并在此基礎(chǔ)上首次實現(xiàn)空間尺度嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學(xué)非定域性檢驗，為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實驗研究，以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學(xué)基本原理的實驗檢驗奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。
兩個月后，“墨子號”又一次在國際上首次成功實現(xiàn)從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，兩項成果同時在線發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。至此，“墨子號”提前圓滿實現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標，為我國在未來繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展奠定了堅實的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。
在為項目本身畫上圓滿句號的同時，“墨子號”也開啟了全球化量子通信、空間量子物理學(xué)和量子引力實驗檢驗的大門，為我國在國際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點，成為了國際同行的標桿，實現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。
“慧眼”：刷新人類認知極限
2017年6月15日，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”成功發(fā)射。它的出現(xiàn)，填補了我國空間X射線探測衛(wèi)星的空白，將顯著提升我國大型科學(xué)衛(wèi)星研制水平，實現(xiàn)我國在空間高能天體物理領(lǐng)域由地面觀測向天地聯(lián)合觀測的跨越。
“慧眼”于2011年3月正式立項實施，是空間科學(xué)先導(dǎo)專項發(fā)射的第4顆衛(wèi)星。其中，中科院作為用戶部門，負責(zé)衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)和運行，同時負責(zé)有效載荷研制。空間中心、遙感地球所和高能物理所分別負責(zé)地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、處理、分發(fā)和科學(xué)應(yīng)用。
X射線是外太空的“常客”，脈沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會發(fā)出X射線，包括硬X射線。但是，由于X射線穿越地球大氣層時會嚴重衰減，通過望遠鏡衛(wèi)星在空間軌道捕捉X射線，特別是硬X射線，就成為各國科學(xué)家競相追逐的目標。
“慧眼”設(shè)計壽命4年，呈立方體構(gòu)型，總質(zhì)量約為2500千克，裝載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器等4個探測有效載荷，可觀測一定能量范圍的X射線和伽馬射線。衛(wèi)星采用直接解調(diào)成像方法，通過掃描觀測可以完成寬波段、高靈敏度、高分辨率的空間X射線成像，具有復(fù)雜的熱控保障、對地測控與數(shù)傳保障以及載荷長期工作下的能源保障能力。
“慧眼”主要工作模式包括巡天觀測、定點觀測和小天區(qū)掃描模式。衛(wèi)星發(fā)射入軌后，將開展4個方面的空間探測活動。
一是對銀道面進行巡天觀測，發(fā)現(xiàn)新的高能變源和已知高能天體的新活動；二是通過觀測和分析黑洞、中子星等高能天體的光變和能譜性質(zhì)，加深對致密天體和黑洞強引力場中動力學(xué)和高能輻射過程的認識；三是在硬X射線/軟伽馬射線能區(qū)獲得伽馬射線暴及其它爆發(fā)現(xiàn)象的能譜和時變觀測數(shù)據(jù)，研究宇宙深處大質(zhì)量恒星死亡以及中子星并合等導(dǎo)致的黑洞的形成過程；四是探索利用X射線脈沖星進行航天器自主導(dǎo)航的技術(shù)和原理并開展在軌實驗。
2017年10月16日，美國國家科學(xué)基金會宣布，激光干涉引力波天文臺（LIGO）和室女座引力波天文臺（Virgo）于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件，國際引力波電磁對應(yīng)體觀測聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對應(yīng)體。而這其中，正有“慧眼”的功勞。
盡管沒有直接探測到該引力波事件的伽馬射線爆發(fā)，但鑒于“慧眼”觀測限制的重要性，“慧眼”不僅以合作組形式加入了報告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文，在論文的正文部分報告了觀測結(jié)果；而且，“慧眼”的詳細分析結(jié)果還以獨立論文的形式同步發(fā)表在《中國科學(xué)：物理學(xué)力學(xué)天文學(xué)》雜志英文版。
2017年11月，“慧眼”完成了在軌測試，現(xiàn)在衛(wèi)星已經(jīng)處于常規(guī)科學(xué)觀測模式，并開始執(zhí)行用戶提出的觀測計劃。
背景型號與預(yù)先研究：鋪就可持續(xù)藍圖
作為我國迄今為止最大規(guī)模的科學(xué)衛(wèi)星計劃，空間科學(xué)先導(dǎo)專項除了設(shè)置空間科學(xué)衛(wèi)星工程項目外，還面向“十四五”及更長遠的未來，設(shè)置了空間科學(xué)背景型號項目和空間科學(xué)預(yù)先研究項目。二者成為整個空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)發(fā)展鏈條上的重要一環(huán)，直接關(guān)系到空間科學(xué)的長期可持續(xù)發(fā)展。
此外，空間科學(xué)先導(dǎo)專項（二期）還新增了任務(wù)概念研究，聚焦原創(chuàng)科學(xué)思想，面向全國廣泛征集，致力于為空間科學(xué)先導(dǎo)專項的發(fā)展提供源動力；科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃與數(shù)據(jù)分析項目則支持首席科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的核心科學(xué)團隊開展任務(wù)設(shè)計及數(shù)據(jù)深入研究。
空間科學(xué)預(yù)先研究項目則是通過部署空間科學(xué)預(yù)先研究課題集群，對我國未來5~15年擬開展的空間科學(xué)衛(wèi)星計劃和必需的關(guān)鍵技術(shù)進行先期研究，全面推動空間科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新概念研究、前瞻技術(shù)預(yù)研和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，為我國空間科學(xué)的長期可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
隨著空間科學(xué)先導(dǎo)專項（一期）的圓滿收官，我國空間科學(xué)衛(wèi)星發(fā)展也站在了新的歷史起點上。聚焦最具優(yōu)勢和最具重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)潛力的熱點領(lǐng)域，空間科學(xué)先導(dǎo)專項（二期）將瞄準宇宙和生命起源與演化、太陽系與人類的關(guān)系兩大科學(xué)前沿，在時域天文學(xué)、太陽磁場與爆發(fā)的關(guān)系、太陽風(fēng)—磁層相互作用規(guī)律、引力波電磁對應(yīng)體等方向開展衛(wèi)星研制。
在衛(wèi)星工程中，愛因斯坦探針（EP）將在軟X射線波段對宇宙天體開展高靈敏度實時動態(tài)巡天監(jiān)測，有望在發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發(fā)、探尋來自引力波源的X射線信號、發(fā)現(xiàn)宇宙中X射線劇變天體等方面取得科學(xué)突破；先進天基太陽天文臺（ASO-S）是我國首顆空間太陽專用觀測衛(wèi)星，將揭示太陽磁場、太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射（“一磁兩暴”）的形成及相互關(guān)系；太陽風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）由中歐科學(xué)家聯(lián)合提出和研制，將對向陽側(cè)磁層頂、極尖區(qū)和地球極光進行全景成像，同時對地磁場和等離子體進行原位測量，以提高人類對太陽活動與地球磁場變化相互關(guān)系的認知；引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器（GECAM）是在引力波研究方向上提出的“機遇性”項目，衛(wèi)星與地面引力波探測器聯(lián)合觀測，可更加全面地發(fā)現(xiàn)引力波伽瑪暴及新的輻射現(xiàn)象。
在空間科學(xué)先導(dǎo)專項（二期）背景型號項目中，增強型X射線時變與偏振空間天文臺（eXTP），以“一奇（黑洞）、二星（中子星、夸克星）、三極端（引力、磁場、密度）”為科學(xué)目標，是由中國領(lǐng)導(dǎo)、20多個國家參與的重大國際合作項目。此外，背景型號項目還將圍繞空間引力波探測、宇宙起源與演化規(guī)律、太陽系的誕生和系外宜居行星探測等，開展系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)驗證。
空間科學(xué)先導(dǎo)專項（二期）將聚集國內(nèi)優(yōu)秀科學(xué)家和工程團隊，持續(xù)探索浩翰宇宙未知的奧秘，通過自主創(chuàng)新和國際合作實現(xiàn)科學(xué)上的重大突破，帶動相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的跨越式發(fā)展，為我國空間科學(xué)領(lǐng)域早日躋身世界先進行列作出不可替代的歷史性貢獻�！�