簡介
深空探測指人類對月球及以遠的天體或空間環境開展的探測活動，作為人類航天活動的重要方向和空間科學與技術創新的重要途徑，是當前和未來航天領域的發展重點之一。
研究特點
開展深空探測的主要研究對象一般由近及遠：月球是起點和前哨站；火星是月球之後的又一個探測熱點；小天體探測日益受到重視；多目標多任務探測是深空探測的一種重要形式；對太陽系中心天體太陽的探測活動一直未曾間斷過；火星和金星之外的大行星及其衛星探測活動任重道遠。
探測方式上，一般包括飛越、硬著陸(撞擊)、環繞、軟著陸(+巡視)、無人採樣返回、載人探測等形式。近年來出現的兩個新趨勢：對同一探測對象採取多種探測形式交替進行的方式；在一次任務中多種探測手段組合實現綜合探測。
關鍵技術
深控探測的深度與廣度直接取決於一系列關鍵技術的突破和支撐，這些關鍵技術包括深空軌道設計與最佳化、自主技術、能源與推進、深空測控通信、新型結構與機構、新型科學載荷技術等。其中軌道設計與最佳化技術包括多體系統能量軌道設計與最佳化技術及不規則弱引力場軌道設計與最佳化技術等；自主技術包括自主任務規劃技術、自主導航技術、自主控制技術、自主故障處理技術等；新型能源與推進技術包括核能源技術、電推進技術、太陽帆推進技術等。
主要意義
深空探測意義重大，一是有利於促進對太陽系及宇宙的形成與演化、生命起源與進化等重大科學問題的研究,從而進已成為人類航天活動的重要方向；二是有利於推動空間技術的跨越式可持續發展，從而不斷提升人類進入太空的能力；三是有利於催生一系列基礎性、前瞻性的新學科、新技術，從而促進一系列相關科學技術的發展；四是有利於培養和造就創新型人才隊伍，從而推動人類社會可持續進步。
研究範疇
在行星際探測方面，過去40年來，美國、前蘇聯、歐洲航天局及日本等先後發射了100多個行星際探測器，既有發向月球的，也有發向金星、水星、火星、木星、土星、海王星和天王星等各大行星的，還有把“鏡頭”指向我們地球及周邊環境的。通過這些深空探測活動所得到的關於太陽系的認識大大超過了人類數千年來所獲有關知識總和的千萬倍。
天文觀測
在天文觀測方面，今天人類已把各個波段的天文衛星送入太空，其中較大的有美國的伽馬射線觀測台、先進X射線天體物理設施、紅外望遠鏡設施、“哈勃”空間望遠鏡等4項，其中以“哈勃”空間望遠鏡最引人矚目。
探測未來
深空探測是在衛星套用和載人航天取得重大成就的基礎上，向更廣闊的太陽系空間進行的探索。隨著21世紀的到來，深空探測技術作為人類保護地球、進入宇宙、尋找新的生活家園的唯一手段，引起了世界各國的極大關注。
通過深空探測，能幫助人類研究太陽系及宇宙的起源、演變和現狀，進一步認識地球環境的形成和演變，認識空間現象和地球自然系統之間的關係。從現實和長遠來看，對深空的探測和開發具有十分重要的科學和經濟意義。深空探測將是21世紀人類進行空間資源開發與利用、空間科學與技術創新的重要途徑。
重點領域
月球探測；
火星探測；
水星與金星的探測；
巨行星及其衛星的探測；
小行星與彗星的探測。
發展狀況
前蘇聯
蘇聯在金星著陸的金星4號1959年1月2日，前蘇聯發射了月球1號探測器。此後，又連續發射了月球2號和月球3號探測器，其中，月球3號從月球背面的上空飛過，拍攝並向地球發回了約70%月背面積的圖片。這是首次獲得月球背面圖片，使人類第一次看到月球背面的景象。
1960年10月1日，蘇聯為了搶奪“率先探測火星”的紀錄，試圖向火星發射一顆探測器——“戰神”1號，但是發射失敗，隨後的“戰神”2號也發射失敗。接下來，準備飛往火星的“人造衛星”22號也失敗，“火星”1號失敗，“人造衛星”24號失敗。
此後，蘇聯的深空探測開始和“失敗”二字緊密相聯。蘇聯往火星、金星發射了非常多的探測器，蘇聯的火星、金星任務幾乎每次都失敗。
到1973年，蘇聯還沒找到去火星的途徑。這一年，它又發射了四個“火星”系列探測器，但均遭失敗。1988年，蘇聯又發射了最後兩顆探測器，也同樣歸於失敗。之後，蘇聯解體，俄羅斯也沒有觸碰過火星。
美國
在深空探測競賽中，美國與蘇聯展開了針鋒相對的深空探測競爭。NASA噴氣推進實驗室開始對“徘徊者”月球探測器進行改造，製造出了“水手”系列行星探測器。1962年7月22日，美國宇航局第一顆金星探測器——水手1號發射，攜帶探測器的火箭起飛後竟鬼使神差向不該飛的方向飛去，最後只能被美國空軍摧毀了。
美國共組織過10次對金星的探測，而蘇聯進行了32次，歐洲航天局進行了1次。總體上來講，蘇聯獲得了較多的金星成果。
深空探測1964年11月，美國宇航局從“水手”計畫中抽調“水手”3號進行火星探測。這是美國首次發射的火星探測器，也以失敗告終。“水手”4號也於當月發射，它於1965年7月14日抵達距離火星表面不到9800千米的地方，拍攝了21張火星照片，同時探測到火星大氣壓還不到地球的1%，終結了所有“火星人”的科幻小說。“水手”4號取得了前所未有的成功。1975年8月和9月，美國海盜1號、2號探測器相繼發射，成功在火星表面著陸。通過對火星物質的檢驗，發現火星上存在生命的可能性幾乎為零。不過，這次探測發現了一個日後風靡全世界的東西——火星人臉。
“海盜”火星探測計畫之後，美國宇航局預算逐漸吃緊，火星探測被迫停止17年。直到1992年重啟火星探測，於9月發射了耗資9.8億美元的“火星觀察者”號探測器，但飛到火星後拍了一張黑白照片便失蹤了。火星探索被迫再次中止，又擱置了四年。
1996年8月，美國宇航局科學家大衛·麥凱宣布，火星隕石ALH84001含有小蟲子（微生物）化石。該隕石是美國國家自然科學基金會隕石搜尋小組成員羅伯特·斯科爾1984年在南極撿到的。這就是說，火星上有生命。美國宇航局順勢於當年發射了“火星全球勘探者”和“火星探路者”探測器，恢復了對火星的探測。
“火星探路者”經過7個月的飛行，於1997年7月在火星表面成功著陸，然後用遙控火星車進行了考察。它發回了蔚為壯觀的火星全色全景照片，使人類對火星地表景觀有了更直觀的認識。同時深入研究了火星氣候，對火星岩石和土壤也有了初步了解。
1990年，發射“尤利西斯”號太陽探測器，著重對太陽兩極進行近距離觀測；
1995年，發射與歐洲合作的“SOHO”太陽探測器，著重對太陽活動和日地空間的研究，天文愛好者常用“SOHO”的圖片搜尋小行星或彗星；
1998年，發射深空1號彗星探測器，該探測器第一次使用離子發動力，既輕便又持久，它先後探測了小行星1992KD、威爾遜-哈林頓彗星、博雷利彗星；
1999年，發射“星雲”號彗星採樣返回探測器，該探測器耗時五年，終於在距離地球3.8億千米的太空中與“懷爾德-2”彗星尾部“相撞”，獲取了彗星塵土樣品，並於2006年1月返回美國，它將幫助研究太陽系起源問題；
2001年，發射“起源”號太陽風探測器，該探測器用高純度藍寶石、矽、金和金剛石等製成的收集裝置，於發射三個月後採集太陽風粒子樣本，2004年9月返回美國；
2002年，發射“等高線”彗星探測器；
2003年，發射“星系演化”探測器，對銀河系以外的天空進行第一次紫外線測量，對宇宙中的若干星系的演化進行研究；
2004年，發射信使號水星探測器，將對距離太陽最近的行星進行細緻的探索，蒐集水星地質和大氣組成方面的數據；
2004年1月14日，美國總統布希在美國國家航空航天局總部發表講話，宣布美國將在2020年前重新把航天員送上月球，並將以月球作為中轉站，向更遠的太空進發。這次講演的主要內容，被人們稱為“美國太空探索新構想”。
2005年，發射“深度撞擊”號彗星探測器並釋放撞擊器，成功與“坦普爾-1”彗星相撞，利用撞擊掀起的彗星物質進行研究，之後母船繼續飛往另一顆名叫“坡辛”的彗星。
2006年，發射“新視野”號探測器，目標是行星冥王星及更遠的太陽系邊緣，但該探測器還在趕路時，國際天文學聯合會就開除了冥王星的“行星”資格。“新視野”號速度飛快，現已經飛越木星；
2007年，發射黎明號小行星探測器，將對盤踞於火星和木星之間的小行星帶，尤其是穀神星和灶神星兩顆最大的小行星進行探測，以研究45億年前太陽系早期的情形和演化過程。
歐洲
“哈勃”太空望遠鏡1978年12月12日，歐洲和美國聯合發射了TheInternationalCometaryExplorer，又名ISEE-3號，飛越哈雷彗星，探測了太陽風。1985年7月2號，發射Giotto，再次探測哈雷彗星。
1995年，和美國共同發射“SOHO”太陽探測器。
1997年，和美國聯合發射“卡西尼-惠更斯”土星及土衛六探測器。
1990年，和美國聯合實現“哈勃”太空望遠鏡升空，“尤利西斯”太陽探測器發射。
2001年11月，歐洲空間局各國部長批准了旨在對太陽系進行無人和載人探索的曙光計畫。該計畫將分為5個階段完成，並計畫於2024年實現載人登月。
2003年，獨立發射火星探測器“火星快車”，獲得成功。
2003年9月27日，歐洲成功發射了它的第一顆月球探測器--智慧1號，標誌著歐洲探月活動正式開始。智慧1號2005年3月進入預定的環月軌道，2006年9月3日撞擊月球優湖地區，在此期間取得了豐富的科學成果。該探測器採用了太陽能電火箭等多項新技術。
2004年，發射“羅塞塔”彗星探測器，預計2014年到達軌道。
2005年，發射“金星快車”進行探測器。
日本
日本和歐洲一樣，不發展載人航天，很重視的也是深空探測。1985年，日本先後發射了“先驅”號和“行星-A”兩顆探測器，探測了哈雷彗星和太陽風的關係。
1990年，發射“飛天”號月球探測器。
1998年，發射“行星-B”火星探測器，最後入軌火星時失敗。
2003年，發射隼鳥號小行星探測器，這次任務比較有趣，在兩顆小衛星失敗的情況下，母星親自降落，一度與地球喪失聯繫，控制人員宣布任務失敗，後來又奇蹟復活，破天荒地取到了小行星樣本，並於2010年返回地球，降落在澳大利亞。“隼鳥”號取得的成就包括利用耗能低的離子引擎，電離氙氣噴射提供動力，實現了長距離運行；近距離的拍攝了小行星的照片，研究了小行星結構，以及從小行星上抓取了岩土樣本等，但是對樣本的研究目前尚未有重大的科研進展的訊息傳出。
2006年，和美國合作，發射“日之出”太陽探測器。
2007年，趕在中國之前，發射“輝夜姬”月球探測器。
中國
中國第一顆火星探測器“螢火一號”2000年11月，中國發表了《中國的航天》白皮書，正式提出將“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。2002年8月13日，在山東青島召開的2002年深空探測技術與套用國際研討會上，中國正式對外宣布將開展月球探測工程。
2004年1月23日，中國探月一期工程--繞月探測工程正式立項，自此，中國探月工程正式啟動。
2006年2月9日，中國政府發布的《國家中長期科學技術發展規劃綱要(2006-2020)》將探月工程列為國家中長期科技發展的重大專項。
2007年11月6日，中國第一顆探月衛星——嫦娥1號邁出深空探測第一步，抵達38萬公里外的月球，最遠完成了1個地月距離。
2011年11月9日，中國第一顆火星探測器——螢火一號探測器跟隨俄羅斯的火星探測器“福布斯”飛赴火星。承擔發射任務的“天頂”號運載火箭，將中俄聯合探測器送至圓形地球停泊軌道；在停泊軌道上飛行2圈後將轉移到過渡橢圓軌道上，飛行1圈後被送入地火轉移軌道；探測器在轉移軌道上經過10—11個月的巡航段飛行後到達環繞火星軌道。
2013年1月5日23時46分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，嫦娥二號衛星深空探測成功突破1000萬公里，標誌著中國深空探測能力得到新的躍升。這是中國航天史上太空飛行器飛行距離最遠的一次“太空長征”。
發展趨勢
進入21世紀，各航天國家和組織紛紛制定了深空探測計畫，美國仍以延伸人類活動疆域為長遠目標，通過對太陽系各類主要天體開展持續探測，全面掌握深空探測技術，確保和加強在航天領域的領導地位，近期探測目標重點是火星和小行星。歐洲空間局以實現載人火星飛行為目標，與提出同一目標的俄羅斯開展合作，將於2020年前實現火星著陸巡視。俄羅斯提出對太陽系其他主要天體實施探測的計畫，以期在短期內重整旗鼓，重塑航天強國形象。日本發展的重點是實施多類型小行星的取樣返回任務，不斷發展新技術，以保持在小行星探測領域的優勢地位。印度把增強航天能力作為實現強國夢想的捷徑，在2013年取得火星探測成功後，更加大了深空探測發展步伐，計畫2020年前實施月球著陸巡視探測和第二次火星探測。
從各國深空探測的遠景目標和任務規劃分析得出國際上深空探測總體表現出5個方面的發展趨勢和特點：月球探測是開展深空探測的首選目標；火星是目前行星探測的最大熱點；小天體探測成為深空探索領域的重點發展目標之一；探測方式日趨多樣，逐步由技術推動轉向科學帶動；大型探測任務的國際合作模式成為重要發展途徑。
火星作為地球外最適宜人類生存的星球，得到了美國航空航天局的青睞。雖然1992年火星觀測者任務失敗，但1997年美國發射了火星全球勘測者號軌道探測器，同年還發射了探路者號著陸探測器，進行了火星軟著陸並釋放了一輛僅僅10.6千克的火星車。此後2001年美國發射了火星奧德賽號軌道器，然後又成功進行了火星探測漫遊者號、機遇號和勇氣號火星車的任務，並發射了鳳凰號著陸器降落在火星北極勘察水的存在，並試圖尋找是否存在適合微生物生存的環境。
美國也在繼續發射火星軌道器，2005年美國發射了火星偵查軌道器獲取了解析度超過0.3米的超高精度火星影像。美國2011年還發射了空前先進和複雜的好奇號火星車，在火星軟著陸和火星車探測領域將其他國家遠遠甩在身後。美國通過軌道器的高精度照片，著陸器和火星車的實地勘察，確認火星上過去存在河流，現在也存在一定的水資源，這對目前由於技術和預算問題困難重重的載人探測火星來說可謂雪中送炭。
美國和歐洲非常注重在火星探測領域的持續投入，並將載人火星探測作為深空探索的長遠目標。美國計畫在2030年左右將太空人送上火星。
蘇聯解體後，力求復興的俄羅斯再次發起火星探測項目，遠期目標也是太空人登入；歐盟在“火星快車”探測飛船釋放著陸器失敗後，2016年3月又發射了探測火星大氣環境的“痕量氣體軌道探測器”（TGO），並且再次嘗試釋放著陸器。
印度在深空探測領域“一鳴驚人”。2014年，印度“曼加里安”探測飛船成功進入火星軌道，成為第一個探索火星的亞洲國家，也是唯一一個首探火星即獲成功的國家。印度在每年航天預算僅七八億美元的條件下確保月球和火星兩個重點深空項目成功，其中“曼加里安”的成本僅為7000多萬美元，令人矚目。
日本近十幾年來在深空探測方面也有很多進展，2003年，發射“隼鳥”號小行星探測器，這次任務比較有趣，在兩顆小衛星失敗的情況下，母星親自降落，一度與地球喪失聯繫，控制人員宣布任務失敗，後來又奇蹟復活，破天荒地取到了小行星樣本，並於2010年返回地球，降落在澳大利亞。“隼鳥”號取得的成就包括利用耗能低的離子引擎，電離氙氣噴射提供動力，實現了長距離運行；近距離的拍攝了小行星的照片，研究了小行星結構，以及從小行星上抓取了岩土樣本等，但是對樣本的研究目前尚未有重大的科研進展的訊息傳出。2006年，和美國合作，發射“日之出”太陽探測器。2007年，發射“輝夜姬”月球探測器。
中國是近年來深空探測領域的“新星”，其中探月是近期主要任務，火星探測計畫在2020年之後。2016年初，我國政府正式批覆火星探測任務，計畫於2020年擇機發射火星探測衛星，一步實現“繞、落、巡”工程目標。如果首次任務成功，我國將進一步實施火星表面採樣返回任務，最終實現對火星從全球普查到局部詳查、著陸就位分析、再到樣品實驗室分析的科學遞進。中國科學家還提出了多項空間探測計畫。如“小行星探測”計畫，以伴飛、附著、取樣返回等探測方式，對近地目標小行星進行整體性探測和局部區域的就位分析。還有“木星系統探測”計畫等，主要將研究木星磁層結構、“木衛二”大氣模型、“木衛二”表面冰層形貌及厚度、金星—地球—木星間的太陽風結構，以及地球生命的地外生存狀態及其演變特性等。
嫦娥五號月面採樣有望年底實施
2019年1月15日，國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華介紹說，嫦娥四號著陸器和玉兔二號巡視器正常分離，兩器完成互拍，地面接收圖像清晰完好；中外科學載荷探測數據正常下傳；“鵲橋”中繼衛星有效支撐測控通信需求；著陸器、巡視器、中繼星狀態良好，達到既定工程目標；工程任務轉入科學探測階段，探月工程嫦娥四號任務取得圓滿成功。這是人類歷史上首次實現太空飛行器在月球背面軟著陸和巡視探測，首次實現地球與月球背面測控通信。
