1958年1月31日美国发射的“探险者”1号卫星,是世界上第一颗空间物理探测卫星,并首次发现了地球辐射带。此后苏联、欧洲、日本也都发射了空间物理探测卫星。空间物理探测卫星主要有“探险者”号卫星系列、“轨道地球物理观测台”系列、“国际日地探险者”卫星系列、“宇宙”号卫星系列等。中国1981年9月20日用1枚火箭同时发射的3颗卫星,即“实践”2号卫星,是中国的第一组空间物理探测卫星。之后又发射了“实践”4号、“实践”5号、“探测”号和“张衡”1号等空间物理探测卫星。
空间物理探测卫星携带探测仪器,克服地面测量的局限性和地球大气层的影响,对空间物理环境进行直接探测,为空间环境研究提供数据,是空间物理探测的主要手段。探测数据可用于研究地球稠密大气层外的空间物理现象和过程。探测的主要对象有中性粒子、高能带电粒子、等离子体、固体颗粒、低频电磁波、磁场、电场等。
空间物理探测卫星使用的仪器种类较多,对安装位置、探测窗口、温度控制和仪器之间的电磁兼容性等要求各不相同,一般对整星剩磁、静电、洁净度等有很高的要求。有些仪器,如离子探测器、磁强计,为了不受卫星的遮挡或卫星本身磁场的影响,必须安装在长杆结构的一端,离开卫星主体一定距离。
空间物理探测要求探测仪器直接到达广阔空间的各点。为了获得尽可能大的探测范围,这类卫星没有特定的轨道倾角,有极轨道也有低倾角轨道。轨道高度变化范围很大,近地点高度一般在几百千米,远地点高度可达数千、数万以至十几万千米。卫星运行寿命可达数年,以便探索空间物理环境参数随季节的变化。
空间物理探测卫星推动了空间物理的发展,并促成了空间物理学的学科发展。空间物理探测卫星的探测区域将进一步扩大,并向多星联合探测发展。