我们的太阳可能不像那些更奇特、更遥远的恒星那样神秘，但它仍然是一个奇妙而神秘的炽热等离子体迷雾。它当然值得我们科学关注：除了好奇心之外，一次剧烈的太阳事件可能扰乱卫星，并仅在美国造成 2 万亿美元的损失。然而，尽管生活在它的大气层中，我们仍然不了解它的一些定义性现象。六十年来，我们一直不明白为什么它的表面温度是舒适的 5,500 摄氏度，而被称为日冕的光环——距离恒星表面数百万公里，密度低 12 个数量级——却拥有令人难以置信的 100 万至 200 万摄氏度。
为了找出原因，NASA 需要飞得离太阳更近一些——并触摸它。
我们知道磁场重联——当方向相反的磁力线缠绕并像橡皮筋一样断裂时——会将核武器般的能量波从表面推开。同时，磁流体动力波——由等离子体流动驱动的、振动如吉他弦般的磁力波——将能量从表面传递到日冕。然而，在没有更多数据的情况下，我们对日冕加热和太阳风加速等现象的理解仍然很大程度上是理论性的……但不会太久了。
NASA 的“太阳探测器增强计划”（Solar Probe Plus）将于 2018 年发射，它将飞行近七年，成为有史以来速度最快的人造物体，它将以比任何研究我们主恒星的航天器都近 3760 万公里的距离飞向太阳。但是，有什么样的感应设备可以带入但丁的地狱呢？
航天器系统工程师 Mary Kae Lockwood 告诉 PopSci，该航天器将依赖四种主要仪器。太阳风电子、阿尔法粒子和质子系统，即SWEAP，将监测由碰撞的电子、质子和氦离子产生的电荷，以分析太阳风——比以往的尝试更接近太阳九十倍。同样，ISIS（太阳综合科学探测）采用最先进的探测系统来分析高能粒子（想想：致癌的、禁用卫星的粒子）。
同时，FIELDS 传感器将分析电场和磁场、无线电辐射以及冲击波——同时收集关于高速尘埃粒子磨损航天器的信息，采用一种意外发现的技术。最后，太阳探测器广角成像仪，即 WISPR 望远镜，将生成太阳风和太阳大气的三维、类似 CT 扫描的图像。
只有一个问题。由于强烈的热量、太阳辐射、高能粒子、太阳风暴的残骸、尘埃以及在最接近时有限的通信机会，所有这些敏感设备都将进入一个环境，这个环境几乎让木星的新家（朱诺号）看起来很温和。
“根据 Lockwood 的说法，在设计中我们必须注意的一件事是太阳风对航天器的电气‘充电’。探测器必须是导电的‘以便实际测量太阳风的仪器不会受到干扰。’”
然而，要足够接近以至于担心这一点，Lockwood 说，探测器必须“损失一些能量”，执行几次金星飞掠以缩小其轨道，“[使我们能够]越来越接近太阳。”
然而，正如隔热罩机械工程师 Beth Congdon 告诉 PopSci 所说，这带来了“有趣的设计挑战，因为你不仅仅是进入太阳”。“你在接近时会变热，然后出来又会变冷，”这种循环会发生 7 次飞掠和 24 次轨道。“你实际上需要让它能够周期性地承受高温和低温。”以及高能粒子。以及超高速尘埃。为此，你需要一个“与以往任何隔热罩都不同的”隔热罩。
房间里炽热的大象
Congdon 说：“你通常想到的许多隔热罩，比如航天飞机……它们最多只能承受几分钟那种热量。”但在探测器最接近太阳的 590 万公里处，温度将达到 1,377 摄氏度，持续一整天。
但碳可以来拯救。“在地球上，碳喜欢氧化并产生烧烤效果，”Congdon 说道，“但在太空真空中，它是高温应用的绝佳材料。探测器的隔热罩由碳泡沫制成，夹在碳复合材料层之间，并带有反射陶瓷涂层。”
此外，她说，大多数隔热罩都可以安装在减震平台上，这是它们的优势。然而，这个隔热罩必须以一种能够减轻振动的方式集成，而没有该平台，“这样我们就可以使整个系统尽可能轻巧。”然而，纤薄、轻巧且超轻的设计使其难以将所有敏感设备安全地隐藏在后面。
为此，该航天器配备了太阳边缘传感器。如果航天器开始倾斜，这些传感器将是第一个被照亮的东西，并将通知自主制导和控制系统，该系统将所有仪器保留在热防护系统后面，并且为了防止任何故障，甚至配备了备用处理器。
同时，太阳能电池阵列将面向比地球上强 475 倍的太阳强度，在一个“在最接近时，一度的变化就等于功率变化 30%”的环境中，当它朝向太阳摆动时，将自动缩回隔热罩后面。在那里，它将通过一个充满水的钛管网络保持在凉爽的 160 摄氏度。
因此，当隔热罩承受着每小时一百万英里的风和无数次日冕物质抛射的雷区时，通信系统几乎无法连续 11 天传递信息，而太阳能阵列将保持舒适——同时为这台重达 1,345 磅的自主科学家提供动力，它正位于我们宇宙小邻居那个宏大、令人困惑的催化剂的门口。
Congdon 说：“去一个地方会改变我们对那个地方的所有看法。看看‘新视野号’以及它如何改变了我们对冥王星的看法、信念和理解。我们非常期待去那里，彻底改变我们对太阳的看法。”理解太阳的定义性现象是一个诱人的目标。但首先，我们必须克服 1.433 亿公里的太空——以及 NASA 最具技术挑战的建造之一，历时半个多世纪。
