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创新发展了宇宙线电子探测的新技术方法，研制出国际上性能优异的电子、伽玛空间探测器。作为首席科学家负责设计、研制了暗物质粒子探测卫星“悟空”（中国科学院战略性先导科技专项首批四颗科学实验卫星首发星），关键技术指标世界领先，“悟空”于2015年12月17日成功发射并工作正常，实现了我国天文卫星零的突破。“悟空”卫星成功获得目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱，首批科学成果于2017年11月30日在《Nature》杂志上发表。
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