2018年8月12日15:31，美國宇航局（NASA）的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）發射成功，它將到達離太陽更近的地方，比之前的任何任務都要靠近太陽，它將深入到太陽的大氣層中。如果地球是在一根槓桿的一端，而另一端是太陽，那麼帕克太陽探測器將會在太陽表面的4英寸範圍內飛行。在太陽大氣層的這一部分，一個被稱為日冕的區域，帕克太陽探測器將提供前所未有的觀測數據，以瞭解是什麼驅使大量的粒子、能量、和熱量穿過該區域，並向外拋射粒子進入太陽系，並遠遠超過海王星的距離。在日冕內，溫度也是高的難以想象。宇宙飛船將在被強烈的太陽光轟擊的情況下，在超過百萬華氏度的高溫物質中穿行。
那麼，為什麼它不會融化呢？
帕克太陽探測器被設計成能夠承受極端條件並且在溫度波動大的情況下執行任務。這關鍵在於特定為它定製的隔熱罩和一個自主系統，它可以幫助保護帕克太陽探測器在執行任務過程中不受太陽強烈的光輻射影響，但它避免不了日冕高溫物質“觸碰”探測器。
理解探測器及其儀器安全的關鍵之一是瞭解熱與溫度的關係。與直覺相反，高溫並不總是會轉化為實際加熱另一個物體。在太空中，溫度可以達到數千度，但卻不會給物體帶來明顯的熱量，也不會感到熱。為什麼?
溫度衡量粒子運動的速度，而熱量則衡量它們傳遞的總能量。粒子可能運動得很快（高溫），但如果它們很少，它們就不會傳輸太多能量（低熱量）。由於空間大部分是空的，所以能夠將能量傳遞給探測器的粒子非常少。例如，通過帕克太陽探測器飛行的日冕溫度極高，但密度非常低。就比方手放入一壺沸騰的水中和放入烤箱中的區別（注意：危險動作不要嘗試），在烤箱中你的手能夠承受的溫度明顯超過沸騰的水，類似地，與太陽的可見表面相比，日冕的密度較低，因此探測器與較少的熱粒子相互作用，並且沒有得到那麼多的熱量。這意味著，雖然帕克太陽探測器將在一個溫度高達數百萬華式度的空間中穿行，但面對太陽的隔熱罩表面只會加熱到2500華氏度（約1400攝氏度）。
保護它的護盾
當然，華氏數千度仍然非常熱。(相比之下,從火山噴發的熔岩溫度可達到1300到2200 華氏度(700和1200 攝氏度)為了抵擋這種熱量，帕克太陽探測器使用了一種名為熱保護系統(TPS)的熱防護系統，其直徑為8英尺(2.4米)，厚度為4.5英寸(約115毫米)。 這幾英寸的護盾保護意味著在護盾的另一邊，探測器主體將處於舒適的85華氏度(30攝氏度)環境裡。TPS是由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室設計的，它是用碳複合先進技術建造的，使用的是夾在兩個碳板之間的碳複合泡沫。這種輕量的隔熱材料將會在陽光面板上塗上一層白色的陶瓷漆，以儘可能多地反射熱量。經過測試，可以承受高達3000 華氏度（1,650攝氏度），TPS可以處理太陽所能發送的任何熱量，使幾乎所有的儀器都安全。
測量太陽風的杯罩
但並不是所有帕克探測儀器都將在TPS背後。在隔熱罩上探出頭來，太陽能探測杯是帕克太陽能探測器上的兩種儀器之一，不會受到隔熱罩的保護。這個儀器就是所謂的法拉第杯 （ Faraday cup），它是一種用來測量太陽風中的離子和電子通量和流角的傳感器。由於太陽大氣層的強度，必須設計獨特的技術，以確保儀器不被損壞，而且探測器上的電子設備也能發回準確的讀數。杯子本身是由Mo-Ti-Zr合金(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy),鉬的合金,熔點約4260 F(2349 C)。太陽能的網格產生電場探測杯是由鎢、金屬的熔點最高的6192 F(3422 C)。通常使用激光蝕刻這些網格的網格線,但是由於高熔點酸代替。
另一個挑戰來自於電子線路的形式——大多數電纜在靠近太陽的地方暴露在高溫輻射下會融化。為了解決這個問題，研究小組開發了藍寶石水晶管來懸掛電線，並從鈮製造了電線。
為了確保儀器能夠適應惡劣的環境，研究人員需要模擬太陽在實驗室裡的強烈熱輻射，為了創造出一個值得測試的溫度，研究人員使用了一個粒子加速器和IMAX放映機（臨時裝配）來提高溫度。這些投影儀模擬了太陽的熱度，而粒子加速器則將法拉第杯暴露在輻射下，以確保法拉第杯能夠在強烈的條件下測量加速粒子。為了確保太陽能探測杯能夠承受惡劣的環境，Odeillo太陽能爐——將太陽的熱量集中在10000臺可調節的鏡子上——被用來測試這個太陽能探測杯與強烈的太陽輻射。
太陽探測杯以優異的表現通過了測試——事實上，在測試環境中暴露的時間越長，表現得更好，結果就越清晰。“我們認為輻射消除了任何潛在的汙染，”位於安阿伯市的密歇根大學的SWEAP儀器的首席研究員賈斯汀卡斯珀說。
保持冷靜的探測器
飛船上的其他一些設計使帕克太陽能探測器免受高溫的影響。如果沒有保護，太陽能電池板——利用來自恆星的能量來為探測器提供動力——可能會過熱。在太陽的每一種方法中，太陽陣列都收縮在隔熱罩的陰影下，只留下一小部分暴露在太陽的強烈光線下。
但在接近太陽的地方，需要更多的保護。太陽能電池陣列有一個令人驚訝的簡單冷卻系統：一個加熱的水箱，可以防止冷卻劑在發射過程中被凍結，兩個散熱器可以防止冷卻劑凍結，鋁製的鰭使冷卻表面最大化，並泵出冷卻劑。冷卻系統足夠強大，可以冷卻一個普通大小的客廳，並在太陽的高溫下保持太陽能電池陣列和儀表的冷卻和功能。
用於系統的冷卻劑大約是一加侖（3.7升）的去離子水。雖然存在大量的化學冷卻劑，但探測器將暴露在50 F（10 C）和257 F（125 C）之間的溫度範圍，很少有液體能像水那樣處理這些範圍。為了防止水在溫度較高的地方沸騰，它將被加壓，所以沸點超過257 F（125 C）。
保護任何航天器的另一個問題是如何與之溝通。帕克太陽探測器主要是單獨飛行。光到達地球需要8分鐘的時間——這意味著如果工程師們不得不從地球上控制探測器，那麼當任務出了問題的時候，就來不及糾正了。
所以，探測器的設計有自動保護安全機制，沿著太陽軌道運行。幾個大約是手機大小的一半的傳感器，沿著隔熱罩陰影的邊緣被連接到飛船的主體上。如果這些傳感器探測到陽光，它們會向中央計算機發出警報，而探測器也可以校正其位置，以保證傳感器和其他儀器的安全。這一切都必須在沒有人為干預的情況下發生，所以中央計算機軟件已經被編程並進行了廣泛的測試，以確保所有的修正都可以在飛行中進行。
啟動向太陽
2018年8月12日15:31發射成功後，帕克太陽探測器將探測到太陽的位置，將熱保護罩對準太陽，並在接下來的三個月繼續它的旅程，擁抱太陽的熱量，保護自己不受空間的寒冷真空的影響。
在計劃飛行的7年時間裡，探測器將圍繞恆星運行24圈。在每一次接近太陽的過程中，它將會對太陽風進行採樣，研究太陽的日冕，並提供來自恆星周圍的前所未有的近距離觀測數據。
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