中國科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)是我國迄今為止最大規(guī)模的科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，也是我國首次以重大基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)為主要目標(biāo)的衛(wèi)星計(jì)劃。

   空間科學(xué)（一期）先導(dǎo)專項(xiàng)于2011年啟動(dòng)，包含4顆科學(xué)衛(wèi)星，分別為“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星、“實(shí)踐十號(hào)”返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星以及“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星。

   空間科學(xué)（二期）先導(dǎo)專項(xiàng)于2018年5月底正式立項(xiàng)啟動(dòng)，在“太極一號(hào)”和“懷柔一號(hào)”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，還部署了先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)、愛因斯坦探針和太陽風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星等空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃。

   自啟動(dòng)以來，空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)在最具優(yōu)勢和最具重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)潛力的科學(xué)熱點(diǎn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)上的重大創(chuàng)新突破，推動(dòng)了空間科學(xué)、空間技術(shù)和空間應(yīng)用的全面發(fā)展。

   “悟空”號(hào)于2015年12月17日成功飛天，是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間宇宙線探測器，也是我國第一顆空間天文衛(wèi)星。它平均每秒能“捕捉”60個(gè)高能粒子，可以對(duì)GeV到數(shù)十TeV量級(jí)之間的電子、伽馬射線等宇宙線粒子進(jìn)行測量。

   飛行6年多，“悟空”號(hào)已經(jīng)完成全天區(qū)掃描超過11次，獲取了百億個(gè)高能宇宙射線事件。2021年5月，“悟空”號(hào)團(tuán)隊(duì)繪出迄今最精確的高能氦核宇宙線能譜，并觀測到能譜新結(jié)構(gòu)。這是“悟空”號(hào)繼精確測量電子能譜、繪制高能質(zhì)子宇宙線能譜后，第三次發(fā)布重要科學(xué)結(jié)果，標(biāo)志著我國空間高能粒子探測已躋身世界最前列。

   “實(shí)踐十號(hào)”是我國科學(xué)衛(wèi)星系列中唯一的返回式衛(wèi)星，是開展微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)研究的高效、短期、綜合空間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，搭載的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共包含六大領(lǐng)域。

   “實(shí)踐十號(hào)”開展的28項(xiàng)微重力和生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在國際上首次開展的研究有15項(xiàng)；首次實(shí)現(xiàn)了在微重力條件下2-細(xì)胞胚胎至囊胚的發(fā)育，揭示了影響太空哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的關(guān)鍵因素。研究人員還通過在微重力環(huán)境下開展顆粒流體實(shí)驗(yàn)，獲取了顆粒分聚現(xiàn)象的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)，對(duì)需要混合或分離的工業(yè)過程具有借鑒意義。

   “墨子號(hào)”是全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，其僅用一年時(shí)間就提前并圓滿實(shí)現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)——千公里級(jí)量子密鑰分發(fā)、千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)以及千公里級(jí)地星量子隱形傳態(tài)。

   目前，“墨子號(hào)”已經(jīng)完成的拓展實(shí)驗(yàn)包括在北京和維也納之間，首次實(shí)現(xiàn)了相隔7600公里的洲際量子通信實(shí)驗(yàn)；對(duì)嘗試融合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論，首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)；實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間安全且高精度的時(shí)頻傳遞；實(shí)現(xiàn)基于糾纏的量子密鑰分發(fā)，將無中繼量子保密通信的安全距離從之前的百公里級(jí)提升到千公里級(jí)，而且特別重要的是，通過物理原理確保了通信即便在衛(wèi)星被他方控制的極端情況下仍然安全；在量子保密通信京滬干線與“墨子號(hào)”衛(wèi)星成功對(duì)接的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形；2022年6月，“墨子號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個(gè)地面站之間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸。

   “慧眼”是我國首顆X射線空間天文衛(wèi)星，其既可以實(shí)現(xiàn)寬波段、大視場X射線巡天，又能夠研究黑洞、中子星等高能天體的短時(shí)標(biāo)光變和寬波段能譜，同時(shí)也是具有高靈敏度的伽馬射線暴全天監(jiān)視儀。

   5年來，“慧眼”首次清晰觀測到了黑洞雙星爆發(fā)過程的全景，揭示了黑洞雙星爆發(fā)標(biāo)準(zhǔn)圖像的產(chǎn)生機(jī)制；完整探測到了第24太陽活動(dòng)周最大耀斑的高能輻射過程，獲得了耀斑過程中非熱電子的譜指數(shù)演化，為理解太陽高能輻射隨時(shí)間演化提供了新的觀測結(jié)果。

   “太極一號(hào)”是我國首顆空間引力波探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，也是空間科學(xué)（二期）先導(dǎo)專項(xiàng)首發(fā)星。“太極一號(hào)”團(tuán)隊(duì)在國際上首次提出了利用“太極-LISA”進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)觀測的建議，有望將哈勃常數(shù)的準(zhǔn)確度提高到千分之五，可對(duì)引力波波源的位置進(jìn)行更快更準(zhǔn)的定位，提升精度達(dá)四個(gè)量級(jí)。“太極一號(hào)”目前已圓滿完成全部預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國迄今為止最高精度的空間激光干涉測量，完成了國際首次微牛量級(jí)射頻離子和霍爾兩種類型電微推技術(shù)的全部性能驗(yàn)證，并率先實(shí)現(xiàn)了我國兩種無拖曳控制技術(shù)的突破。

   “懷柔一號(hào)”是空間科學(xué)（二期）先導(dǎo)專項(xiàng)部署發(fā)射的首個(gè)機(jī)遇型空間科學(xué)和基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，自2020年12月發(fā)射運(yùn)行以來，已探測到一批伽馬暴、磁星爆發(fā)、X射線暴等高能天體爆發(fā)現(xiàn)象。

   2021年6月，“懷柔一號(hào)”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用中心開始向國內(nèi)外合作團(tuán)隊(duì)發(fā)布準(zhǔn)實(shí)時(shí)的觀測警報(bào)。2021年10月底，雨燕衛(wèi)星GUANO系統(tǒng)開始利用“懷柔一號(hào)”的觸發(fā)警報(bào)搜索未觸發(fā)的伽馬暴。該成果驗(yàn)證了“懷柔一號(hào)”在伽馬射線爆發(fā)天體監(jiān)測、準(zhǔn)實(shí)時(shí)觀測預(yù)警以及引導(dǎo)其他望遠(yuǎn)鏡后隨觀測等方面的優(yōu)異性能，并為后續(xù)開展引力波電磁對(duì)應(yīng)體、快速射電暴高能輻射、伽馬暴和磁星爆發(fā)的監(jiān)測和多波段多信使聯(lián)合觀測奠定了良好基礎(chǔ)�！�