（4）防熱技術是探日關鍵這是一次“酷熱之旅”。發射升空後，“帕克太陽探測器”將工作在太陽大氣深處，將承受前所未有的高溫以及太陽輻射的考驗。當該探測器最近距離接近太陽時，它面臨的太陽強度是地球軌道上航天器所經受強度的500倍。因此，“帕克太陽探測器”的關鍵技術是在飛近太陽的過程中，打造出抵禦來自太陽的超過1400°C的高溫和強輻射流的防熱罩。
小知識：溫度和熱量不是一回事。溫度用於衡量粒子的移動速度，熱量用於衡量轉移的能量總量。粒子快速移動時溫度高，但太空幾乎處於真空狀態，粒子數量很少，無法轉移大量能量，所以探測器獲得的熱量並不太高。與太陽表面相比，日冕的密度很低，探測器接觸的炙熱粒子較少，所以不會獲得大量熱量。也就是說，雖然探測器會穿過一個數百萬度的區域，但面朝太陽的防熱罩表面只會被加熱到1400°C左右。不過鐵的熔點1535°C，普通鑄鐵熔點1200°C左右。
為此，美國為“帕克太陽探測器”研製了一個直徑2.4米、12釐米厚、重73千克的碳複合材料防熱罩（TPS）。它像一塊三明治，兩塊碳纖維合成板夾著11.5釐米厚的輕型碳泡沫芯組成，可承受1650°C高溫，幾乎可保障所有儀器的安全。
像三明治的防熱罩
具有遮陽傘功能的防熱罩裝在“帕克太陽探測器”頂部。其對太陽的一面被噴上特製的白色塗層，以儘可能地反射太陽的能量，為探測器的其餘部分創造更溫和的陰影。由於採用三軸穩定方式，所以能保持探測器的太陽防熱罩始終朝向太陽，可使探測器整體一直處於防熱罩的陰影中，免受太陽巨大高溫的輻照加熱，探測器整體溫度將保持在約29°C。
為“帕克太陽探測器”安裝防熱罩
不過，為了工作的需要，個別設備還是放在防熱罩外了。比如，用於測量太陽風的離子和電子通量以及流動角度的“法拉第杯”，這臺傳感器採用了獨特技術，由鈦-鋯-鉬製成，熔點約為2349°C，可保障電子設備可發回準確的讀數。為其產生電場的芯片由鎢（已知最高熔點為3422°C）製成；芯片中的網格線用激光蝕刻而成。
白色的熱防護罩裝在“帕克太陽探測器”前面
在探測器內還加裝了由太陽能電池驅動冷卻泵等裝置。它是一個包含著5公升加壓水的輻射器，可像空調一樣給儀器降溫，使探測器上的儀器設施能夠穩定在大約室溫的溫度範圍，以研究磁場，等離子體和高能粒子，並在室溫下對太陽風進行成像。
其兩個太陽電池翼可以收縮擴展，並裝有冷卻系統。在每次接近太陽的過程中，當陽光過強時，太陽能電池翼都收縮到防熱罩之內，僅有一小部分暴露在強烈陽光下，這部分依靠冷卻系統來獲得持久的電力供應。冷卻系統由熱管、散熱器和去離子水（冷卻液）等組成，熱管可把被加熱的去離子水導入散熱器，起到冷卻太陽電池翼的作用。由於去離子水被加壓，所以其沸點超過125°C。
“帕克探測器”的太陽能電池翼
“帕克太空探測器”飛近太陽時，其太陽電池翼將收入防熱罩的陰影內
“帕克太陽探測器”還具有自我保護功能。它裝有多個半個手機大小的傳感器，分佈在防熱罩陰影的邊緣。如果任何一個傳感器感知到陽光，便會提醒中央電腦，“帕克太陽探測器”隨即調整方位，確保傳感器及其它儀器的安全。
（5）借力金星逐漸靠近太陽
為“帕克太陽探測器”設計的飛行軌道對其防熱也有重要作用，它是藉助金星引力逐漸靠近太陽的。
發射後，“帕克太陽探測器”不是直飛太陽而是駛向金星，以便通過金星的引力作用改變探測器的速度和軌道。在約7年的飛行時間裡，它將7次飛掠金星，目的是通過引力跳板的作用逐漸探測縮短圍繞太陽旋轉的軌道半徑和速度。
也就是說，該探測器每次通過金星時，都利用金星的引力來改變探測器軌道形狀，讓飛行路線彎曲，從而使“帕克太陽探測器”軌道逐漸深入到太陽的大氣層內，最終在距離太陽表面約600萬千米（處於日冕的範圍之內）的位置飛行。每次靠近太陽時，“帕克太陽探測器”都會採集太陽風樣本，研究日冕，同時對太陽及周邊區域進行前所未有的近距離觀測。具體時間如下：
1）2018年9月28日，第一次飛掠金星；
2）2019年12月22日，第二次飛掠金星；
3）2020年7月6日，第三次飛掠金星；
4）2021年2月16日，第四次飛掠金星；
5）2021年10月11日，第五次飛掠金星；
6）2023年8月16日，第六次飛掠金星；
7）2024年11月2日，第七次飛掠金星。
每次飛越金星時，“帕克太陽探測器”還會利用金星的引力“剎車”，使它飛的別太快了，以防探測器受到太陽巨大引力的影響，一頭栽進太陽大氣出不來而被損毀。這與在大多數深空探測任務中，一般是利用行星引力作跳板來獲取額外的能量（或速度）正好相反。
“帕克太陽探測器”將7次掠過金星
“帕克太陽探測器”的運行軌道
飛掠金星的另一好處是：雖然金星並非此次探測的主要目標，但天文學家有可能在儀器配備充足的該探測器飛越金星的過程中瞭解到金星的更多情況。
它將繞太陽運行24圈，即有24次飛至近日點，也就是24次穿過日冕，而且越來越近飛至太陽，對太陽進行近距離深入探測，觀測日冕如何升溫，與太陽風從何處開始加速，也同時瞭解太陽與行星、地球的關係。具體時間如下：
1）2018年11月1日，第一次抵達近日點，執行第一次探日任務，屆時與太陽光球層的距離約有2480萬千米，最快12月可收到第一批“太陽信息”；
2）2019 年3月31日，第二次飛至近日點；
3）2019年8月28日，第三次飛至近日點；
4）2020年1月24日，第四次飛至近日點；
5）2020年6月2日，第五次飛至近日點；
6）2020年9月22日，第六次飛至近日點；
7）2021年1月13日，第七次飛至近日點；
8）2021年4月24日，第八次飛至近日點；
9）2021年8月5日，第九次飛至近日點；
10）2021年11月16日，第十次飛至近日點；
11）2022年2月21日，第十一次飛至近日點；
12）2022年5月28日，第十二次飛至近日點；
13）2022年9月1日，第十三次飛至近日點；
14）2022年12月6日，第十四次飛至近日點；
15）2023年3月13日，第十五次飛至近日點；
16）2023年，6月17日，第十六次飛至近日點；
17）2023年9月23日，第十七次飛至近日點；
18）2023年12月24日，第十八次飛至近日點；
19）2024年3月25日，第十九次次飛至近日點；
20）2024年6月25日，第二十次飛至近日點；
21）2024年9月25日，第二十一次飛至近日點；
22）2024年12月19日，第二十二次飛抵近日點；
23）2025年3月18日，第二十三次飛至近日點；
24）2025年6月14日，第二十四次飛至近日點，執行最後一次探日任務，屆時與太陽光球層的距離大約只有600萬千米，將完成人類首次“觸摸太陽”的夢想。
軌道設計師設計了24個花瓣形軌，道使“帕克太陽探測器”逐漸靠近太陽
“帕克太陽探測器”就是這樣逐漸接近太陽的，最終2025年6月以超過每小時72萬千米的高速衝入太陽焚燬。
4.還有一些其他的計劃
美國的“帕克太陽探測器”和“太陽哨兵”（Solar Senitnels）和歐洲航天局的“太陽軌道器”（Solar obiter），無論從規模、科技含量、技術難度，還是從預期產生的效果來看， 可以堪稱太陽探測的“ 三大工程”。
（1）歐洲“太陽軌道器 ”明年升空
2019年發射“太陽軌道器”以歐洲航天局為主研製，也是“人類與日共存”國際空間合作計劃最後一個太陽探測器， 與美國的“太陽哨兵”計劃一起，旨在研究太陽表面和大氣，對發生在太陽系核心的高能過程進行近距離觀測。
它攜帶原位探測儀器有：太陽風等離子體分析器、射電和等離子體波分析器、磁強計、能量粒子探測器、塵埃粒子探測器、中子與γ射線探測器。遙感儀器有可見光成像儀和磁照圖儀、極紫外、極紫外成像儀、可見光日冕儀、X射線分光成像望遠鏡。
“太陽軌道器”示意圖
該軌道器將在距太陽約4200萬千米的範圍內活動，處於一個高度傾斜的軌道上。在此軌道上，“太陽軌道器”將成為首個能直接為太陽兩極拍照的探測器。目前，人類對太陽極地的瞭解也很少。它還將利用其獨特的軌道，更好地瞭解太陽的磁場
美國的“帕克太陽探測器”將在太陽風剛形成並離開日冕時捕捉太陽風，將原始觀測結果傳回地球；而歐洲的“太陽軌道器”所處的位置讓其可以很好地觀察太陽的兩極，其提供的信息有助科學家洞悉太陽風的結構和行為在不同緯度的變化情況。這兩款探測器協同作戰，優勢互補，有助科學家進一步揭開太陽風的“廬山真面目”。
（2）美國 “太陽哨兵”前途未卜
有關媒體曾報道，美國還在研製 “太陽哨兵”。其任務是提供關於威脅航天員及航天器電子設備的大劑量太陽輻射的重要數據。它是一組航天器，其中“內日球層哨兵”，是在金星與水星軌道內發射4個相同的探測器，就近搜取高能太陽粒子樣本；“近地哨兵”（ Near-Earth Sentinel， NlE， 太陽同步軌道衛星）是一個繞地軌道航天器，從大型風暴產生處觀測太陽大氣層；“遠端哨兵”（ Farside Sentinel，FSS， 在IAU的日心軌道）是一個觀測太陽距地遠一面的航天器。
其中“內日球層哨兵”的每個探測器都配備了相同的科學儀器，靠近太陽運行，主要科學目的是： 什麼是太陽風與日球磁場的源？ 快速和慢速太陽風怎樣和在哪起源的？ 日球磁場的源是什麼？ 太陽風所有尺度的擾動和結構的源是什麼？太陽能量粒子的源、加速機制和輸運過程是什麼？ 太陽能量粒子的空間與時間分佈特徵是什麼？ 日冕物質拋射在內日球是怎樣演變的？ 行星際日冕物質拋射的結構與源有什麼關係？
“太陽哨兵”星座設想
每個“太陽哨兵”攜帶的相同， 這些儀器是： 太陽風質子和α粒子探測器、太陽風電子探測器、太陽風成分、電荷狀態與太陽風離子速度探測器、超熱低能離子成分、超熱電子探測器、能量電子和質子探測器、高能離子成分、能量粒子的帶電狀態、從直流到16兆赫的電場及射電發射、雙直流磁強計、探索線圈磁強計、中子譜儀、X射線、γ射線譜儀。
不過，近年來，有關美國“太陽哨兵”的研製進度報道很少，不知是否已經下馬。
（3）印度和俄羅斯的計劃
印度將於2019年首次發射太陽探測衛星，以探索太陽對地球的影響。這顆太陽探測衛星名為阿迪亞L1，探測的主要目的是解決太陽物理學的一些長期問題。
阿迪亞L1
鑑於2009年年初發射的對日觀測衛星“日冕-光子”已經退役，俄羅斯計劃在2019年用聯盟-2運載火箭發射名為“內太陽探測”新一代太陽觀測衛星。它將配備紫外線及高能γ射線高靈敏度測量儀，還將安裝特製發動機，以便根據需要調整太陽觀測衛星軌道高度。
“日冕-光子”太陽觀測衛星
“內太陽探測”將由軌道艙、各種功能保障服務系統和設備、外部隔熱防護板和動力系統組成，在飛近太陽時能夠對軌跡進行相應的調整，在接近太陽半徑30~40倍距離處研究太陽和近太陽環境，主要是太陽黑子現象及其相關效應、日冕、太陽風、太陽磁極和磁場等。其技術難題是必須採用獨特的防護手段和隔熱防護板，以保證“內太陽探測”不會直接受到太陽龐大熱能的傷害，同時還能對太陽表面進行拍攝和研究。因此隔熱防護板上還將會有一些“漏洞”，太陽光束仍能穿透到衛星內部，如果不高度重視這個問題，一切設備都有可能會被太陽燒燬。另外，除了隔熱防護板外，還需要有專門的濾光器和分隔板，用於減少太陽光能。它們由鎢、鉬等耐熱材料製成，能承受1000℃的高溫。
延伸閱讀：中國太陽觀測和探測前景
我國科學家建議，通過實施“太陽顯微”計劃、“鎖鏈”計劃、“微星”計劃、“探天”計劃、“載人航天工程”科學計劃，來回答太陽活動的微觀現象和活動規律的子問題；通過實施“太陽全景”計劃、“鎖鏈”計劃、“微星”計劃、“探天”計劃、“載人航天工程”科學計劃，來回答太陽活動的宏觀現象和活動規律的子問題。
我國將在“十三五”期間發射“先進天基太陽天文臺”。它運行於太陽同步軌道，壽命不少於4年。該衛星能同時觀測對地球空間環境具有重要影響的太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射；研究耀斑和日冕物質拋射的相互關係和形成規律；觀測全日面太陽矢量磁場，研究太陽耀斑爆發和日冕物質拋射與太陽磁場之間的因果關係；觀測太陽大氣不同層次對太陽爆發的響應，研究太陽爆發能量的傳輸機制及動力學特徵；探測太陽爆發，預報空間天氣，為我國空間環境的安全提供保障。
“先進天基太陽天文臺”示意圖
磁層-電離層-熱層是等離子體與中性氣體共存、彼此緊密耦合的複雜系統，是太陽劇烈活動引起災害性空間天氣的主要發生區域，對於人類航天活動的安全及導航/通信系統的正常運行有著重要影響，所以對該區域的探測研究蘊涵重大的科學意義並具有重要的應用前景。空間物理的探測已到了多點、多時空尺度的時代，也就是對地球空間的複雜的物理過程進行多顆小衛星的協同觀測， 它已成為研究地球外層空間各層之間耦合的重要的探測方法。我國於“十三五”實施的“磁層-電離層-熱層耦合小衛星星座探測計劃”是國際上首次將磁層-電離層-熱層作為一個整體進行聯合觀測的小衛星星座（4顆衛星）探測計劃，它可探測研究磁層、電離層和熱層之間的耦合關係，揭示太陽活動影響地球空間環境的機制和規律，促進對日地耦合系統的深入認識，有望於2020年前後完成發射和在軌部署。
“磁層-電離層-熱層耦合小衛星星座探測計劃”示意圖
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