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20世纪60年代初，时任国防科委副主任钱学森点名由中国科学院光学精密机械研究所（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所前身之一，以下简称长春光机所）负责大型电影经纬仪研制任务（“150-1”工程）。时任长春光机所所长王大珩积极响应国家号召，聚集所内外600多名科研人员协同攻关，历时5年半，成功建立大型光学观测系统。观测系统可对导弹轨道实施精准跟踪、精密测量，性能超过当时苏联同类设备，与美国同类设备水平相当，为我国国防事业发展提供了关键支撑。此外，王传基、王金堂等人改装的3000次/秒高速摄影机，以及翁志成等人研制的时间分辨摄谱仪等设备，在我国历次核爆试验中均获得满意应用结果；王锋等人研制的远望号舰载激光、红外、电视电影经纬仪，参加了我国向南太平洋海域发射远程导弹试验，并作出重要贡献；陈星旦研制的光冲量计，在爆炸试验中成功应用。
1953年后，中国科学院长春应用化学研究所（以下简称长春应化所）根据当时的学科基础和科研能力，承担了原子能化学、火箭推进剂等研制任务。按照中央指示精神，长春应化所从零起步，从1958年到1961年陆续挑选并集中所内一半以上研究骨干，由时任所长吴学周、副所长孙书棋分别牵头组建火箭推进剂、核燃料化学两个研究室，组织承担“两弹”方面化学研究任务。其间，长春应化所提出的可存储火箭推进剂“偏二甲肼”方案被卫星攻关技术总负责人钱学森采纳。此后，长春应化所不断突破火箭推进剂关键技术，研发的固体推进剂品种达到当时世界先进水平，被广泛应用于“两弹一星”等航空航天装备，累计获得国家嘉奖十余项，并于1985年获国家科学技术进步奖一等奖。1959年，长春应化所派出刚从捷克斯洛伐克学习回国的汪尔康到原子能所进行原子能材料研究工作。其间，常规放射性实验在长春应化所进行、高放射性热室实验在原子能所进行，相关工作持续到1966年。汪尔康与同事们合作完成8篇关键的研究报告，为我国原子能发展作出重要贡献。
如今，长春光机所凝聚“博大精深、科学务实、团结奉献、开放共赢”的科研精神，成功研制出以磁流变抛光机、大口径镀膜设备为代表的一批关键技术研究支撑设备；长春应化所铸就“应用化学、追求卓越、贡献国家、造福人民”的科研理念，着重解决特种装备、生态环境、生命健康、绿色能源等领域先进材料的基础科学和关键核心技术问题；东北地理与农业生态研究所扎根黑土地，凝练“扎根大地谱新篇、协力攻坚克难关、笃行创新谋发展、担当奉献保粮安”的科研精神，持续加快突破黑土地保护、湿地恢复及种业发展关键核心技术，全面开展“黑土粮仓”科技会战；长春人造卫星观测站面向国家战略需求和天文学前沿，持续开展卫星动力学、天文地球动力学、天体物理学研究和天文观测设备研发。
