聯合發射聯盟（ULA）的德爾塔 4 號重型火箭於 8 月 12 日美國東部時間 3:31 在卡納維拉爾角空軍基地成功發射了 NASA 的太陽探測器 Parker Solar Probe。為了在太陽的高溫下生存下來，探測器使用了特製的隔熱屏障和冷卻系統保護科學儀器和飛船。探測器在最接近太陽時將面臨 1,377℃ 的高溫。

探測器的名字是為了紀念天體物理學家 Eugene Parker 博士。探測器的主要任務是近距離對太陽進行觀測，它將是有史以來最靠近太陽的探測器。Parker Solar Probe 始於 1990 年代的 Outer Planet/Solar Probe 專案，2003 年哥倫比亞太空梭事故後小布什政府對 NASA 進行了重組，取消了原專案。2009 年，專案重新復活，原計劃 2015 年發射，但在 2012 年發射日期推遲到 2018 年。探測器最初被稱為 Solar Probe Plus，2017 年改名為 Parker Solar Probe，以紀念在太陽觀測上作出突出貢獻的，Eugene Parker 博士，這是 NASA 首次以在世人物的名字命名探測器。

一夜之間的暴富，兩廂情願的愛情，三伏天的太陽，此三者有何共同之處呢？沒錯，它們都會讓人感到燥熱，同時，也全是可望不可即的事物，前兩個不說了，說多了都是淚，所以我們還是來說點現實的吧，比如，飛上天，和太陽肩並肩？

怎麼去呢？當然不是趁著天黑去，讓我們把視野轉向美國東部，當地時間08月12日凌晨03點21分，隨著一陣轟鳴傳出，一顆搭載著“帕克”太陽探測器的“三角洲”四號重型火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空，開始了為期七年之久，人類史上首次發射近距離接觸日冕的逐日之旅。

其實太陽距我們並不太遠，中間只隔了1.5億千米，人類目前製造的飛行器在宇宙中能達到的速度極限為每小時16.7千米，換算一下，相當於一年半就能到達太陽，當然，虎哥認為更有可能發生的情況則是，在半路你就被烤成灰燼了。

太陽很熱，這是三歲小孩都知道的常識，那到底有多熱呢？據科學家推算，這顆火焰之星的表面溫度在6051攝氏度，而任何一顆星球都像那些外冷內熱的女人一樣，內在比外在熱得多得多，雖然沒人能有幸親自前往，但比較權威的說法是，太陽中心溫度至少在1570萬攝氏度以上，額，我說的是太陽吧？

由此看來，溫度才是擋在人類逐日之路上的最大阻礙，那麼，那臺名為“帕克”的太陽探測器將如何在高溫下完成預定的任務：從2024年12月到達最接近太陽的地方，並在2025年06月之前，累積24次的日冕層穿越呢？

等下，日冕層是什麼？它是包裹在太陽周遭的一層高溫區域，平時我們用肉眼並不能觀察到它，但是親眼經歷過日全食的朋友，一定都看到過那一層好似天線寶寶中笑臉太陽周圍那一圈火焰狀的物質，“帕克”的任務就是穿越它，穿越這層溫度遠超太陽表面，高達500萬攝氏度的高溫區。

那麼，“帕克”憑啥覺得自己可以耐得住熱呢？還是得感謝現代防熱材料的進步啊，除了阻力系數越大，熱流越小，也就是說把飛行器做成燉頭，以增加阻力這種初中生都懂得基本物理常識以外，科學家們還從掉進地球的隕石上收到了啟發。

人們發現，即使流星體在進入大氣層後達到每秒48.28公里的速度，可它的核心卻依舊是冷的，這原理後來被應用於發熱瓦等防護層當中，而“帕克”太陽太測器的防熱盾則代表著人類在此領域達到的最高水準。

它的核心由一塊97%是中空結構的碳制泡沫板構成，可以有效阻止熱量向探測器那脆弱的電子元件傳遞，還能減輕重量，並且憑藉著高精度姿態控制技術，能夠保證防熱盾始終朝向太陽，這就是“帕克”敢於觸控太陽的底氣。

經過精心設計的變軌操作，“帕克”將在這7年的時間裡，完成7次針對金星的飛掠，從而藉助引力彈弓效應把速度放大到192.2公里每秒，好吧，數字太大了，可能數字概念差得觀眾並不能直觀感受到它有多快。

換算一下，比方從北京到上海的距離是一千多公里，如果乘飛機，一個小時就能到，如果坐高鐵，四個小時可以到，如果開汽車，則需要將近14個小時，即使一個人能達到音速，起碼也得將近一個小時才能到達，那假如換做“帕克”的話，只需要6秒就到了。

人類目前最接近太陽的距離在4342.9萬公里，而“帕克”將在接下來的七年當中重新整理這個記錄，進入太陽近軌，達到609.8萬公里的高度，實現人類第一次觸控太陽的創舉，不得不承認，在航天領域，美國仍然堪稱一哥啊。

NASA於8月12日從弗羅裡達州成功發射帕克太陽探測器，它以最快的速度（打破人造物體飛行速度記錄）接近太陽後1小時可能達70公里，並將成為最靠近太陽的航天器。開始執行它的任務。太陽表面溫度可以達到6000攝氏度，太陽大氣最外層日冕溫度可以達到上百萬攝氏度，那麼帕克探測器是如何防止被融化哪？

日冕層雖然溫度極高，但是那裡物質密度確是特別低的，導熱的粒子非常少，NASA計算的結果顯示探測器進入日冕層後，面向太陽的一側僅會被加熱到1400攝氏度左右，對航天器的影響沒有想象中的那麼大；帕克探測器在面向太陽的一側裝有防熱罩，厚度達11.4cm。由輕質的碳複合泡沫製作而成，表面塗著白色陶瓷塗料，儘可能地反射太Sunny。NASA預估探測器內部工作溫度會維持在30攝氏度左右；特殊裝置採用熔點極高的合金製成；探測器外部安裝多個探測器，時刻進行反饋與自我姿態糾正，讓大多數的裝置都“藏”在防熱罩後邊。

以上是我的簡單回答，期待帕克探測器帶給我們更多的驚喜，祝好。

NASA官方專門做了一個影片來解釋這個問題。之所以人類探測器可以距離高溫的太陽非常近，主要有以下幾個原因：

1，前端的隔熱防護罩。

帕克太陽探測器的前端是有一層保護罩的【如上圖所示】，用來反射和隔絕太陽產生的巨大熱輻射。主要的材料如下圖所示，表面是一層碳-碳材料，可以用來承受高溫，內部則是全碳氣凝膠，用來隔熱。需要說一點的是，全碳氣凝膠中大部分都是空的，所以密度極小。

2，智慧控制系統。

由於這個探測器距離地球較遠，所以這顆探測器完全靠自身的智慧控制系統來調整自身的姿態，來讓探測裝置時刻都躲在隔熱擋板的後面。下面途中的四個圈圈就是四個感測器，用來感受周圍的溫度，並且及時調整整個探測器的姿態。

3，冷卻系統。

這顆探測器上安裝了一套水冷系統，水流經過探測器的前端吸熱，然後流動到飛船後方的散熱器中釋放熱量，從而達到冷卻探測器的目的。

4，熱量不代表溫度。

簡單來說，太陽到探測器之間實際上是真空狀態，所以即便太陽的溫度非常高，可以達到好幾百萬華氏度，但是這些熱量只要沒辦法傳遞到探測器上，那麼探測器的溫度依然不會特別高。

而熱量想要從太陽傳遞到探測器上，一方面是靠熱輻射，另一方面是太陽風，太陽分中主要是一些等離子體【如下圖所示】，這些等離子體密度不是非常高，不會無限量地把熱量傳遞到探測器上，所以透過熱輻射和太陽風傳遞到探測器上的熱量是有限的，只要能夠有效地隔絕這些熱量，那麼探測器本身的溫度就不會特別高。

以上就是帕克太陽探測器能夠在太陽附近工作的原因。英文水平足夠的朋友可以去Youtube上找一下這個影片，這個影片的名字叫做《Why Won"t it Melt? How NASA"s Solar Probe will Survive the Sun》，會比我講的完整一些。

帕克探測器探索日冕，並不是一頭扎進去，而是在一條近地點距離太陽620多萬公里的軌道上快速移動，實際承受的溫度可達到1400℃。

帕克探測器表面覆蓋著一層厚達10幾公分的灰黑色材料，基本包裹著探測器整個外表。這種材料是碳-碳符合材料，中間充滿空氣，97%以上的成分是空氣，空氣是極好的隔熱材料，日常生活中的泡沫、羽絨服、商場空氣幕就是利用空氣隔絕溫度的作用，不過那利用的是反面，即防止溫度的散失。而帕克探測器複合材料中的空氣卻可以承受住1400℃的高溫，並依靠空氣將高溫隔絕在探測器之外。

探測器內部還設計有冷卻陣，內部充的是水，太陽能帆板上設計有散熱管道，保證太陽能電池的溫度和正常工作，內部還有冷卻器，使液體迴圈流動為探測器降溫。日冕的溫度有點反常，可以高達100萬℃，科學家們也還沒完全揭示出這種現象的原因。

但是也知道，日冕的高溫是依靠高能粒子等對物體的作用，日冕粒子稀疏，實際能量傳遞會很慢。加上帕克探測器移動速度快，可達到69萬公里每小時，還能夠承受的日冕中粒子轉移過來的能量。

帕克探測器近幾日已經待發射，今天因為某些原因，發射終止，並在未來一段時間內會擇期發射。這將是人類探測器距離太陽最近的一次，將獲得更多關於日冕的知識。

太陽表面的溫度大概有5000度，向外1600公里的色球層溫度則升高到7000度，再向外400公里到了太陽最外層日冕，溫度升到了數百萬多攝氏度，這非常奇怪的現象就是著名的日冕加熱問題，帕克探測器此番出征，就是想一探究竟。

根據計劃，帕克探測器號離太陽表面最近的距離將減小到620萬公里，也就是日冕層的高度了，這時帕克探測器的最大的考驗就高溫，根據推算，在近日點的時候，探測器朝向太陽一側的外表面的溫度最高可達1400度。

為了保護帕克探測器，科學家們在它朝向太陽的一側使用了厚達11.4cm的碳基複合隔熱材料，還使用了加壓的高純淨水進行冷卻降溫。

此外，為防止帕克探測器被烤壞，它並不會長期待在特別接近太陽的位置，而是定期繞到大約在金星軌道的距離的位置，也算是很人性化了。

關於這個問題，我昨天有發過一篇相關的文章，這裡再來簡單介紹一下。

太陽的表面溫度在5500攝氏度左右，而它的外層大氣——日冕的溫度可達上百萬度。即將於兩週後發射升空的NASA帕克太陽探測器（Parker Solar Probe），將會進入到日冕之中，最近的地方距離太陽表面不到太陽半徑的9倍，大約620萬千米。那麼，帕克太陽探測器是如何承受日冕的上百萬度高溫呢？

對於這個問題，需要正確理解溫度和熱量的概念。由於分子的熱運動，物體產生了溫度，因此，溫度是分子平均動能的度量。另一方面，熱量則是度量能量的高低。分子熱運動可以很劇烈，從而產生很高的溫度，但如果巨大的空間中只有極少量的分子，它們的熱運動並不會產生巨大的熱量。只要物體接觸到的高溫分子很少，物體就不會被加熱到很高的溫度。

雖然太陽日冕的溫度確實很高，但密度其實極低，飛入日冕的帕克太陽探測器所接收到的熱量並不多，位於探測器最前方的隔熱罩的溫度只會上升到1370度。因此，只要做好隔熱措施，探測器完全可以正常工作。

儘管隔熱罩的溫度不會達到上百萬度，但上千度的高溫仍然是不小的考驗。為此，隔熱罩用耐高溫的碳-碳複合板夾上泡沫炭核心製成，在其最外面還塗覆了高反射率的陶瓷顏料，這樣可以使隔熱罩後方的溫度維持在30度。還有一些需要暴露在太陽下的部分，則是利用其他耐高溫材料製成。

為了更近距離地觀測太陽，必須讓儀器裝置能夠承受更高的溫度，這也是 NASA 帕克太陽探測器所面臨的最大挑戰。

好訊息是，該宇航機構已經找到了讓它承受日冕大約 2500 ℉（1371 ℃）方法 —— 用一塊帶有多重特殊夾層的八英尺寬泡沫對其提供保護。

雖然該航天器要到今年 8 月份才發射，但它已經獲得了最重要的功能之一。

藉助帕克太陽探測器（Parker Solar Probe），美國宇航局（NASA）計劃比以往任務都更接近太陽 —— 距離恆星表面大約 400 萬英里（644 萬公里）。

換言之，它將在日冕中嬉戲，收集有關磁場的新資料 —— 此舉有望幫助科學家更好地瞭解太陽風是如何被創造和加速的（此外還有其它因素）。

要做到這一點，機器人探測器必須在完全不利於電子裝置的條件下生存，比如更強烈的電磁輻射。為此，NASA 計劃用一種高科技、但低重量的材料來處理這個問題。

它被稱作‘熱防護系統’（簡稱 TPS），由 8 英尺（約 2.4 米）寬的碳泡沫核心、加一些特殊的處理方法而製成。

在 4.5 英寸（11.4 CM）厚的泡沫的每一邊，都貼上了兩片‘過熱處理’（superheated）後的碳複合材料、以及一種特殊的超反光白色塗層。

整套裝置呈六邊形，在地球上稱重約 160 磅（72.6 公斤）。NASA 表示，TPS 可以在近 2500 ℉（1371 ℃）的高溫下存活，為探測器的其餘部分創造更溫和的 85° 陰影。

這項任務的動力，來自於一套雙太陽能電池板系統。一組更大的面板將在大部分旅程中使用，然後縮回去。當探測器離太陽較近時，取而代之的是一套小得多的液體冷卻系統。

隨著 TPS 的就位，該探測器上安裝了一個定製桁架。這是自 2017 年的一次簡短測試以來，我們再次見到帕克太陽探測器的完全體。

與丹尼·波伊爾（Danny Boyle）2007 年的《太陽浩劫》（Sunshine）電影相比，該專案的視覺衝擊力（戲劇性效果）要小得多。

有趣的是，波伊爾確實就冷卻等技術向 NASA 取過經。如果一切順利，帕克太陽探測器將於下月發射升空，並預計在 2024 年 12 月首次接近太陽。

科學家們發現，只需 4.5 英寸厚的防護盾，即可讓帕克太陽探測器承受住太陽表面的百萬華氏度（℉）高溫。

如果一切順利，該探測器將於今夏升空，然後開啟長達 7 年的逐日旅途。

為了實現最佳觀測，NASA 希望該探測器可以實現 24 次軌道機動。它被設計成在太陽的日冕中執行，這裡是太陽大氣層中非常熱的一個區域，物質溫度超過了百萬華氏度。

為了讓它能夠在任務中倖存，科學家們在該專案上運用了大量高科技材料和物理知識。NASA 解釋到 —— 物理方面的事情，最終還是歸結於熱量和溫度。

儘管高溫材料可以承受環繞太陽的百萬華氏度高溫，但由於它們的移動速度極快、且數量相對稀少，其實際接收和傳遞的熱量其實很少。

以帕克太陽探測器透過日冕為例，雖然它的溫度極高、但密度其實很低。

這意味著，當帕克太陽探測器在一個溫度高達幾百萬華氏度的空間中穿行時，隔熱罩向陽面只會被加熱到 2500 華氏度（約 1400 攝氏度）。

此時安裝在探測器前部，由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的專家們設計的直徑 8 英寸的熱保護系統（TPS 防護罩），就可以提供良好的保障。

在碳複合泡沫的兩邊覆上碳板，以形成一個三明治結構，然後用一層白色的陶瓷塗料來完成封裝。

儘管厚度只有 4.5 英寸，但這種材料塗層的組合，意味著 TPS 可經受高達 3000 華氏度的高溫。而在它背後的飛船本體，溫度其實只有 85 ℉左右。

其中包含的工具之一，叫做太陽能探測杯（Solar Probe Cup），它可以測量太陽風中含有的離子、電子的通量（fluxe）和流角（flow angle）。

它由多層鈦-鋯-鉬（Titanium-Zirconium-Molybdenum）材料製成：

其熔點大約是 4260 ℉，結合鎢晶片的話，它在升溫至 6192 ℉ 前都不會被融化。此外，鈮（Niobium）制電纜被懸掛在特別生長的藍寶石水晶管中。

鑑於首次測試不能直接抵近太陽，NASA 還在地球上搭建了一個模擬器，並用一臺粒子加速器來模擬輻射，看太陽探測杯能讀取到什麼樣的資料。

與此同時，IMAX 投影儀模擬了它需要承受的那種猛烈的高溫，然後將它送入 Odeillo 太陽能爐：

在距離恆星 9296 萬英里遠的地方，其充當了太陽能量的放大器，接著加入特殊冷卻的太陽能電池陣列。

它會在 TPS 邊緣稍微露出一角，以減少曝光量，而自主飛控系統會藉助太陽感測器來校正探測器的姿態。

NASA 表示，這樣設計的話，整套系統就能夠有效地實現自我導航。感測器會鎖定太陽方位，然後與 TPS 始終保持一致。