天文觀(guān)測表明宇宙中的暗物質(zhì)比人類(lèi)目前熟悉的普通物質(zhì)（也就是標準粒子物理模型能解釋的物質(zhì)）要多5倍，其物理本質(zhì)是目前國際上粒子物理和天體物理領(lǐng)域的最重大問(wèn)題之一。悟空號的核心使命就是在宇宙線(xiàn)和伽馬射線(xiàn)輻射中尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據，并進(jìn)行天體物理研究。
悟空號采用了紫金山天文臺研究人員自主提出的分辨粒子種類(lèi)的新探測技術(shù)方法，實(shí)現了對高能（5 GeV-10 TeV）電子、伽馬射線(xiàn)的“經(jīng)濟適用型”觀(guān)測。1 GeV=10億電子伏特，而1 TeV=1萬(wàn)億電子伏特；人類(lèi)眼睛最敏感的可見(jiàn)光的能量約為2電子伏特。
悟空號是中國科學(xué)院空間科學(xué)戰略先導專(zhuān)項的首發(fā)星，它最早由紫金山天文臺的常進(jìn)研究員于2005年提出，在中國科學(xué)院基礎局、科技部的支持下研制了原理樣機。2011年12月21日該項目被正式列入中國科學(xué)院戰略先導專(zhuān)項-空間科學(xué)專(zhuān)項，常進(jìn)研究員擔任衛星的首席科學(xué)家。該衛星的探測器由紫金山天文臺、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、近代物理研究所、高能物理研究所與國家空間科學(xué)中心聯(lián)合研制。瑞士的日內瓦大學(xué)、意大利國家核物理研究院也參與了硅子探測器的研發(fā)。衛星平臺由中科院微小衛星研究院研發(fā)；地面科學(xué)應用系統由紫金山天文臺牽頭，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、日內瓦大學(xué)等合作單位都參與了建設并為物理分析軟件的研發(fā)做出了重要貢獻。
盡管成本相對低（國際上的空間暗物質(zhì)探測器阿爾法磁譜儀AMS-02、費米衛星分別耗資20億、7億美金），悟空號在“高能電子、伽馬射線(xiàn)的能量測量準確度”以及“區分不同種類(lèi)粒子的本領(lǐng)”這兩項關(guān)鍵技術(shù)指標方面世界領(lǐng)先，尤其適合尋找暗物質(zhì)粒子湮滅過(guò)程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜（能譜指的是電子數目隨能量的變化情況）信號。
悟空號于2015年12月17日發(fā)射成功，是中國的首顆天文衛星。該衛星的數據分析工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、科技部973青年科學(xué)家專(zhuān)題項目、國家自然科學(xué)基金委員會(huì )-中國科學(xué)院空間科學(xué)衛星聯(lián)合基金、國家基金委杰出青年基金/優(yōu)秀青年基金的大力支持。
衛星在軌運行的前530天共采集了約28億顆高能宇宙射線(xiàn)，其中包含約150萬(wàn)例25GeV以上的電子宇宙射線(xiàn)?；谶@些數據科研人員成功獲取了目前國際上精度最高的TeV電子宇宙射線(xiàn)探測結果，如圖1所示。該成果于北京時(shí)間2017年11月30日在Nature雜志在線(xiàn)發(fā)表。
與之前結果相比：
(1)悟空號的電子宇宙射線(xiàn)的能量測量范圍比起國外的空間探測設備（AMS-02, Fermi-LAT）有顯著(zhù)提高，拓展了我們觀(guān)察宇宙的窗口。
(2) 悟空號測量到的TeV電子的能量最準、“純凈”程度最高（也就是其中混入的質(zhì)子數量最少）。
(3) 悟空號首次直接測量到了電子宇宙射線(xiàn)能譜在~1 TeV處的拐折，該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部分（能量低于1 TeV）電子宇宙射線(xiàn)是否來(lái)自于暗物質(zhì)起著(zhù)關(guān)鍵性作用。
此外，悟空號的數據初步顯示在~1.4 TeV處存在能譜精細結構。目前悟空號運行狀態(tài)極佳，正持續收集數據，一旦該精細結構得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的重大發(fā)現。
圖1：悟空號工作530天得到的高精度宇宙射線(xiàn)電子能譜（紅色數據點(diǎn)），以及和美國費米衛星測量結果（藍點(diǎn)）、丁肇中先生領(lǐng)導的阿爾法磁譜儀的測量結果（綠點(diǎn)）的比較。
