中国科学院空间科学先导专项是我国迄今为止最大规模的科学卫星计划，也是我国首次以重大基础科学发现为主要目标的卫星计划。

   空间科学（一期）先导专项于2011年启动，包含4颗科学卫星，分别为“悟空”号暗物质粒子探测卫星、“实践十号”返回式科学实验卫星、“墨子号”量子科学实验卫星以及“慧眼”硬X射线调制望远镜卫星。

   空间科学（二期）先导专项于2018年5月底正式立项启动，在“太极一号”和“怀柔一号”卫星的基础上，还部署了先进天基太阳天文台、爱因斯坦探针和太阳风—磁层相互作用全景成像卫星等空间科学卫星计划。

   自启动以来，空间科学先导专项在最具优势和最具重大科学发现潜力的科学热点领域，实现了科学上的重大创新突破，推动了空间科学、空间技术和空间应用的全面发展。

   “悟空”号于2015年12月17日成功飞天，是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间宇宙线探测器，也是我国第一颗空间天文卫星。它平均每秒能“捕捉”60个高能粒子，可以对GeV到数十TeV量级之间的电子、伽马射线等宇宙线粒子进行测量。

   飞行6年多，“悟空”号已经完成全天区扫描超过11次，获取了百亿个高能宇宙射线事件。2021年5月，“悟空”号团队绘出迄今最精确的高能氦核宇宙线能谱，并观测到能谱新结构。这是“悟空”号继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙线能谱后，第三次发布重要科学结果，标志着我国空间高能粒子探测已跻身世界最前列。

   “实践十号”是我国科学卫星系列中唯一的返回式卫星，是开展微重力科学和空间生命科学研究的高效、短期、综合空间实验平台，搭载的科学实验项目共包含六大领域。

   “实践十号”开展的28项微重力和生命科学实验中，在国际上首次开展的研究有15项；首次实现了在微重力条件下2-细胞胚胎至囊胚的发育，揭示了影响太空哺乳动物早期胚胎发育的关键因素。研究人员还通过在微重力环境下开展颗粒流体实验，获取了颗粒分聚现象的微观结构和动力学关联，对需要混合或分离的工业过程具有借鉴意义。

   “墨子号”是全球首颗量子科学实验卫星，其仅用一年时间就提前并圆满实现全部三大既定科学目标——千公里级量子密钥分发、千公里级星地双向量子纠缠分发以及千公里级地星量子隐形传态。

   目前，“墨子号”已经完成的拓展实验包括在北京和维也纳之间，首次实现了相隔7600公里的洲际量子通信实验；对尝试融合量子力学与广义相对论的理论，首次利用量子卫星在地球引力场中进行了实验检验；实现卫星和地面之间安全且高精度的时频传递；实现基于纠缠的量子密钥分发，将无中继量子保密通信的安全距离从之前的百公里级提升到千公里级，而且特别重要的是，通过物理原理确保了通信即便在卫星被他方控制的极端情况下仍然安全；在量子保密通信京沪干线与“墨子号”卫星成功对接的基础上，构建了天地一体化广域量子保密通信网络的雏形；2022年6月，“墨子号”首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输。

   “慧眼”是我国首颗X射线空间天文卫星，其既可以实现宽波段、大视场X射线巡天，又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱，同时也是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。

   5年来，“慧眼”首次清晰观测到了黑洞双星爆发过程的全景，揭示了黑洞双星爆发标准图像的产生机制；完整探测到了第24太阳活动周最大耀斑的高能辐射过程，获得了耀斑过程中非热电子的谱指数演化，为理解太阳高能辐射随时间演化提供了新的观测结果。

   “太极一号”是我国首颗空间引力波探测技术实验卫星，也是空间科学（二期）先导专项首发星。“太极一号”团队在国际上首次提出了利用“太极-LISA”进行联网观测的建议，有望将哈勃常数的准确度提高到千分之五，可对引力波波源的位置进行更快更准的定位，提升精度达四个量级。“太极一号”目前已圆满完成全部预设实验任务，实现了我国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量，完成了国际首次微牛量级射频离子和霍尔两种类型电微推技术的全部性能验证，并率先实现了我国两种无拖曳控制技术的突破。

   “怀柔一号”是空间科学（二期）先导专项部署发射的首个机遇型空间科学和基础研究项目，自2020年12月发射运行以来，已探测到一批伽马暴、磁星爆发、X射线暴等高能天体爆发现象。

   2021年6月，“怀柔一号”卫星科学应用中心开始向国内外合作团队发布准实时的观测警报。2021年10月底，雨燕卫星GUANO系统开始利用“怀柔一号”的触发警报搜索未触发的伽马暴。该成果验证了“怀柔一号”在伽马射线爆发天体监测、准实时观测预警以及引导其他望远镜后随观测等方面的优异性能，并为后续开展引力波电磁对应体、快速射电暴高能辐射、伽马暴和磁星爆发的监测和多波段多信使联合观测奠定了良好基础。■