空間環境探測是目前國內新興的學科，主要研究方向是對太空飛行器空間環境及其效應進行探測研究，為航天工程服
空間環境探測技術背景
空間環境是衛星、飛船和空間站等太空飛行器的運行環境，也是導航、定位、通信等衛星業務的路徑環境。空間環境中的磁場、電場，帶電粒子、電漿、高層大氣粒子、電磁輻射、微流星和空間碎片等通過各種效應對航天員的生命安全、太空飛行器的正常運行、導航定位通信等業務的開展都有重要的影響。空間環境探測不僅是人類對自身生存空間認知的需要，也是人類進入空間，確保空間系統安全的需要。自1957年第1顆人造衛星上天以來，國際上對空間環境及其效應的探測與研究就從未停止過,至今已有近千顆太空飛行器開展了空間環境探測。
國內的空間環境探測也是伴隨航天事業的發展而發展起來的。從1971年的“實踐一號”開始，已有30餘年的衛星空間環境探測歷史。現今天基空間環境探測已發展成一個重要的學科領域。空間環境探測器已成為太空飛行器廣泛套用的載荷之一。
國內發展歷程
早在上世紀50年代末期中國就開始了空間環境探測研究的前期工作。1958年9月中國科學院成立了“581”組，並在趙九章的領導下開始著手衛星空間環境的探測研究工作。1971年3月3日成功發射了“實踐一號”衛星，這是在發射第一顆人造衛星“東方紅一號”後不到一年的時間內發射的第二顆衛星。除工程試驗外，首次開展了高能帶電粒子、太陽X射線和磁場探測研究，積累了寶貴的經驗。
1981年9月20日“實踐二號”科學試驗衛星上天，該星對高能帶電粒子環境、太陽高能電磁輻射、地球－大氣輻射和大氣密度等進行了綜合探測。1984年4月和1986年2月，先後發射了兩顆地球同步軌道通信衛星“東方紅二號”。搭載有太陽軟X射線探測器、高能質子探測器、高能電子探測器和靜電電位差計。1988年9月和1990年9月“風雲一號A”和“風雲一號B”太陽同步軌道氣象衛星分別發射成功，衛星搭載有宇宙線成分監測器，對輻射帶中重離子及宇宙線異常成分等進行了監測，發現了宇宙線異常成分中含Fe等一批重要結果。
1990年9月與風雲一號搭載發射的“大氣一號”是兩顆直徑和重量均不相同的氣球衛星。利用高層大氣對衛星軌道衰變的影響而研究大氣密度分布。兩顆星分別於1991年3月和7月隕落，推得了500～900km的大氣密度。
1994年2月8日以探測研究空間環境及其效應為主要目的的科學探測衛星“實踐四號”發射成功，進入近地點200km，遠地點36000km，傾角28.5的大橢圓軌道。有效載荷為高能質子重離子探測器、高能電子探測器、靜電分析器、表面電位探測器、靜態單粒子事件探測器和動態單粒子事件探測器。1997年6月、2000年6月、2004年10月 “風雲二號A、B、C” 地球同步軌道氣象衛星發射成功。該星設定有太陽X射線探測器和空間粒子探測器，兩台儀器組成太陽質子事件和磁暴警報與監測系統，1997年11月國中科院空間中心利用該系統成功地警報和監測到了兩起太陽質子事件，開始了天基空間環境實時監測警報的服務工作。1999年5月10日“實踐五號”衛星與“風雲一號C”星一箭雙星進入870km高的太陽同步軌道。“實踐五號”主要進行單粒子效應的防護對策研究。與主任務有關的有效載荷為單粒子事件檢測器、單粒子事件禁止效應試驗儀、單粒子事件翻轉試驗儀、單粒子事件綜合試驗儀、單粒子鎖定試驗儀、高能質子重離子探測器、高能電子探測器和輻射劑量儀。前五台儀器用於探測研究太陽同步軌道的單粒子翻轉幾率、空間分布、不同材料的禁止效果、各種CPU、存儲器及其它器件的抗單粒子性能、軟硬體糾錯、各種軟硬體防護、單粒子鎖定及自解鎖等。後3台儀器用於探測研究太陽同步軌道高能帶電粒子分布、擾動規律及不同禁止下的空間輻射劑量，獲得了較豐富的工程和科學結果。
1999年5月、2002年5月發射的“風雲一號C、D”氣象衛星設定有空間粒子成分監測器，該儀器對高能電子、質子能譜和各種重離子成分進行了監測。2顆衛星與探測器一直穩定工作至今，其中C星已有累計7年、D星已累計4年多的探測數據，發現磁暴後輻射帶異常持續增強等一批重要成果。
1999年10月、2000年9月、2002月10月3顆中巴合作的“資源一號”極軌衛星發射成功。該星設定有極光粒子探測器、粒子輻射探測器和CMOS輻射效應測量儀。分別對低能帶電粒子、艙內高能帶電粒子和CMOS器件的輻射劑量效應進行探測。
2001年1月、2002年3月、2002年12月我國發射了“神舟二號、三號、四號”無人飛船，為掌握載人航天軌道的空間環境及其效應，在“神舟二號、三號”的軌道艙安排了大氣密度探測器和大氣成分探測器，在返回艙安排了用於測量宇宙線的固體徑跡探測器，在“神舟四號”飛船上還增加了高能質子重離子探測器、高能電子探測器、低能粒子探測器、表面電位探測器和單粒子效應探測器。在航天員上天之前，對空間環境及其效應進行了綜合性普查，初步摸清了該軌道的主要空間環境。2003年10月“神舟五號”載人飛船發射成功，為保障航天員的安全，軌道艙保留了高能質子重離子探測器、高能電子探測器。
從2000年開始,“資源二號”、“實踐六號”、“實踐七號”、“遙感一號”等衛星陸續發射升空，對衛星軌道大氣密度、高能帶電粒子輻射、輻射劑量和表面電位等空間環境和效應進行了多時空監測。
從1976年開始，發射了多顆搭載空間環境探測的返回式衛星，主要在艙內開展了高能帶電粒子輻射和輻射劑量探測。主要儀器包括固體徑跡探測器、LiF熱釋光劑量計、GM計數管型劑量儀等。
2003年12月30日、2004年7月25日發射了“探測一號”、“探測二號”衛星，分別運行在赤道和極軌的大橢圓軌道上。這是與歐空局合作的第一個大型空間物理探測計畫。每顆星裝有8台有效載荷，由中國和歐空局按1:1比例分別提供。主要測量磁層空間的帶電粒子、電磁場及其波動等，研究磁層的物理特徵和動力學過程。雙星與歐空局的4顆Cluster衛星相互配合，首次實現磁層空間的6點探測。2003年啟動了月球探測工程，在2008年發射了探月一號衛星對月球的資源和空間環境進行探測。
國內發展現狀
目前國內的天基空間環境探測已經形成了一個重要的學科領域，已經有了近百人的科研隊伍，開發了20餘種空間環境及其效應探測儀器。在太陽高能電磁輻射、高能帶電粒子、低能帶電粒子、地磁場、高層大氣，以及輻射劑量、表面電位、單粒子效應等方面已開展了在軌空間環境探測。
在太陽高能電磁輻射探測方面，已開發完成了各種太陽X射線探測器，可對太陽軟X射線和硬X射線進行探測。 高能帶電粒子探測在技術基礎良好，已開發完成了至少3代高能粒子探測器。第3代小型化的高能粒子探測器可實現電子、質子的多方向（17個方向）、多能譜的探測。低能帶電粒子探測方面，已有多種靜電分析器構形的探測儀器，其中扇形探測的半球形靜電分析器套用最多。在高層大氣探測方面，大氣密度探測器，大氣成分探測器技術成熟。在電漿探測方面，相關的探測技術正在開發，如探針技術、GPS掩星技術、信標技術等。在磁場探測、低頻電磁波探測方面技術成熟，已經過在軌飛行驗證。在空間環境效應方面，國內開展相關研究和地面試驗的單位較多。總體而言在輻射劑量、單粒子效應技術相對成熟，氣體污染（含原子氧）探測即將在軌驗證，表面充電和深層充電試驗正在開展。
總體而言，現今的中國空間環境探測技術從90年度初開始起步，經過10多年的發展，在科研隊伍培養、探測技術開發等方面已有長足的進步，已取得了相當豐富的成果。
前景展望
目前載人航天、月球探測、氣象衛星、資源衛星等許多正在研製的航天型號均安排了空間環境探測，夸父計畫等專業探測衛星正在論證，在未來將發射多顆太空飛行器開展空間環境探測。空間環境探測在不同空間位置的布局、探測內容的豐富、探測時間的持續穩定，使空間環境探測有條件進入全面套用階段。
國際化的雙星計畫、夸父計畫，以及氣象衛星的空間環境探測使中國的空間環境探測走向國際舞台，面對國際競爭和合作，探測器的設計思路、採用的技術手段都有較大的變化，中國的空間環境探測技術正在經歷一次新的飛躍。
中國空間環境探測的特色是研製隊伍年輕、穩定，太空飛行器發展迅速，搭載機會相對較多，隨著探測技術的積累和發展、空間環境套用的深入，中國空間環境探測必將進入一個良性的發展階段。空間環境探測發展前景十分廣闊。
相關詞條
參考文獻
《我國天基空間環境探測技術的發展》，王世金；
《空間環境探測技術的現狀和發展趨勢》，王世金。
