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应用始终是我国载人航天工程发展的主题和追求的目标，载人航天工程从立项开始，就专门建立了空间应用系统。当前，空间站科学实验设施基本完成在轨测试，在轨运行稳定可靠，具备了大规模开展空间科学研究的能力。
截至目前，空间科学研究与应用领域已开展了60余项实验项目、上万次在轨实验，获得了原始实验数据近60TB，下行了300余个科学实验样品。目前，科学家正在开展实验样品的地面研究，部分项目已取得重要成果。
载人航天工程空间应用系统副总指挥 王强：我们现在空间站阶段是有氢钟、冷原子微波钟、锶光钟三个钟，一块联合要跑出一个更高的时间精度。我举个例子，就相当于长跑，中跑、短跑运动员，一块联合跑出一个时间的高精度。短跑运动员快，但是他长期跑跑不下来，那就利用短跑运动员的高精度去校对长跑运动员的准确度，这样的话既长期跑又精度高，相当于是组合在一块，跑一个更高的时间精度，现在目标是3×10这样一个精度，我们要进一步提升。
空间应用系统瞄准世界科技前沿及国家重大需求，制定了空间站空间科学与应用发展战略，攻关研制和在轨部署了30余个国际一流的科学研究与技术试验设施，正在抓紧研制旗舰级的空间巡天望远镜。
载人航天工程空间应用系统副总指挥 王强：现在最典型的一个就是巡天空间望远镜，我们现在正在地面上对这个望远镜紧张进行攻关研制，同时在做科学准备，以及地面的一些工作。将来会瞄着两暗一黑三起源，以及大家所关注的太空当中有没有另外一个地球，将来会去开展巡天的观测，去开展各个领域的前沿的天文的研究。
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