深空探测实验室是由国家航天局、安徽省、中国科学技术大学三方共建，总部位于合肥，在北京设立分部。

实验室面向深空探测领域国家重大科技工程和国际大科学计划开展前沿研究、论证，为国家深空探测工程、计划提供基础支撑。

2024年3月，实验室牵头研制的“天都一号”“天都二号”通导技术试验卫星成功实施月球轨道双星编队飞行试验；

2025年7月与中国科学技术大学联合开展火星样品实验室技术方案论证，计划2030年建成试运行；

实验室自主研发月壤原位3D打印系统及群针式月壤水冰提取技术，突破地月空间昼夜激光测距技术；

2025年12月，深空探测实验室承办“太空采矿与深空制造”工程科技学术研讨会；

2027年计划实施对2015XF261小行星的动能撞击验证任务，同时牵头成立国际深空探测学会；
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