Showens stjärna är ett mörkgrått block, ungefär lika stor som en lärobok, och flera centimeter tjocka. När en publik av reportrar tittar på, en ingenjör kör en flammande brännare över blocket tills dess ansikte värms till en röd sken.

"Vill du ta en touch av baksidan?" hon bjuder in en NASA T-shirt-klädd volontär.

Volontären når försiktigt ut till ryggen, först med ett finger, och sedan med hela hennes hand.

"Hur känns det?"

"Ljummen, "svarar volontären." Inte ens - normalt. "

Demonstrationen, kallad "Blowtorch vs. Heat Shield" på YouTube, representerar kulmen på år av forskning, försök och misstag, och noggrann analys av ingenjörer vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory för att lösa det de kallar "termiska problemet" med Parker Solar Probe, en rymdfarkost som kommer att färdas inom 4 miljoner mil från solens yta.

Det "termiska problemet" är ett skonsamt sätt att hänvisa till komplikationerna av att utföra detta rekordstora dyk direkt in i vår stjärnas yttre atmosfär, eller corona. Medan Parkers solprob kretsar kring stjärnan och registrerar data med sina inbyggda instrument, ett termiskt skyddssystem, eller TPS, kommer att skydda rymdfarkosten från värmen. I kombination med ett vattendriven kylsystem, TPS kommer att hålla majoriteten av rymdfarkostens instrument på cirka 85 grader Fahrenheit - en trevlig sommardag - medan TPS själv håller en temperatur på 2500 grader Fahrenheit.

Utan TPS, det finns ingen sond.

"Det här var tekniken som gjorde det möjligt för oss att göra det här uppdraget - att göra det möjligt för den att flyga, säger Elisabeth Abel, TPS termisk ledning. "Det ska bli otroligt spännande att se något du lägger mycket energi och hårt arbete på, att se den faktiskt flyga. Det kommer att bli en stor dag."

Parker Solar Probe förväntas lanseras från Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida, denna månad – dess lanseringsfönster öppnar på lördag och pågår till och med den 23 augusti. Under sitt sjuåriga uppdrag, den kommer att utforska några av solens största mysterier:Varför är solvinden en bris närmare solen men överljudsströmmen längre bort? Varför är själva corona miljontals grader varmare än solens yta? Vilka är mekanismerna bakom de häpnadsväckande snabbrörliga solenergipartiklarna som kan störa rymdfarkoster, störa kommunikationen på jorden, och äventyra astronauter?

Lanseringen kommer att avsluta 60 års planering och insatser, och mer än ett decennium ägnat åt att skapa värmeskölden som avböjer det värsta av solens energi.

De främre och bakre ytorna på värmeskölden är gjorda av ark av kol-kol, ett lätt material med överlägsna mekaniska egenskaper särskilt lämpade för höga temperaturer. Mindre än en tiondels tum tjock, de två kol-kol-skivorna är tillräckligt tunna för att böjas, även om de lades ovanpå varandra. Mellan dem finns cirka 4,5 tum kolskum, används vanligtvis inom den medicinska industrin för benbyte. Denna smörgåsdesign styvar upp allt - som wellpapp - samtidigt som den 8-fots värmeskölden bara väger in cirka 160 pund.

Skummet utför också värmesköldens viktigaste strukturella funktioner. Kol själv leder värme, men kolskum är 97 procent luft. Förutom att minska rymdfarkostens vikt för att hjälpa den att komma in i omloppsbana, skumstrukturen betyder att det inte finns så mycket material för värme att färdas igenom. Värmeskölden kommer att vara 2500 grader Fahrenheit på sidan mot solen, men bara 600 grader Fahrenheit på baksidan.

Skummet var inte lätt att testa. Det är extremt ömtåligt, och det var ett annat problem.

"När du blir varm, den kan brinna, Säger Abel.

Förbränning är inte ett problem i ett vakuum (som i rymden), men överbliven luft i testkammare skulle få skummet att förkolna. Så ingenjörerna byggde sin egen vakuumkammare vid Oak Ridge National Laboratory, där en högtemperaturplasmabågsanläggning skulle kunna värma materialet till de otroliga temperaturer som värmeskölden tål.

Men alla kolskummets imponerande värmespridande egenskaper räckte inte för att hålla rymdfarkosten vid den temperatur som krävs. Eftersom det inte finns någon luft i rymden för att ge kyla, det enda sättet för material att slänga ut värme är att sprida ljus och mata ut värme i form av fotoner. För det, ett annat skyddslager var nödvändigt:en vit beläggning som skulle reflektera värme och ljus.

För det, APL vände sig till Advanced Technology Laboratory i Johns Hopkins University's Whiting School of Engineering, där en lycklig tillfällighet hade lett till att ett drömteam av värmesköldbeläggning samlades:experter på högtemperaturkeramik, kemi, och plasmaspraybeläggningar.

Efter omfattande konstruktion och testning, laget bestämde sig för en beläggning baserad på ljusvit aluminiumoxid. Men den beläggningen kan reagera med kolet i värmeskölden vid höga temperaturer och bli grå, så ingenjörerna lade till ett lager volfram, tunnare än en hårstrå, mellan värmeskölden och beläggningen för att stoppa de två från att interagera. De tillsatte nanoskala dopmedel för att göra beläggningen vitare och för att hämma expansionen av korn av aluminiumoxid när de utsätts för värme.

Sedan fick ingenjörerna bestämma hur man bäst skulle skapa och applicera beläggningen.

"Det hela kämpade för att hitta en keramisk beläggning som både reflekterar ljus och avger värmen, "säger Dennis Nagle, chefsingenjör vid Centrum för systemvetenskap och teknik.

Vanligtvis när man arbetar med emalj, Nagle säger, en hård, icke -porös beläggning är att föredra - en som kommer att spricka när den träffas med en hammare. Men under de temperaturer som Parkers solprob står inför, en slät beläggning skulle splittras som ett fönster träffat med en sten. Målet var istället en jämnt porös beläggning som skulle klara extrema miljöer. När sprickor börjar i en porös beläggning, de kommer att sluta när de träffar en por. Beläggningen var gjord av flera grova, korniga lager - tillräckligt för att en uppsättning keramiska korn skulle reflektera ljus som ett annat lager missar.

"Jag säger alltid till folk att det fungerar eftersom det är en usel beläggning, "skämtar Nagle." Om du vill göra en bra beläggning, det kommer att misslyckas."

Efter att Parker Solar Probe lanserades, den kommer att snurra upprepade gånger runt Venus i en gradvis avsmalnande bana som tar den närmare och närmare solen. Forskare väntar ivrigt på översvämningen av nya data från sondens instrument, but those who helped make the heat shield a reality say the thrill will be in seeing that final dip into the sun's atmosphere, seven times closer than any previous spacecraft, the car-sized probe and its precious cargo defended from the sun's might by their work.

But seven years is a long time to wait for a final test of success, so the launch will have to do for now.

"This was highly challenging, " says Dajie Zhang, a senior staff scientist in APL's Research and Exploratory Development Department who worked on the TPS coating. "It makes me feel much better coming into work every day. The solar probe's success showed me I can do it, and our team can do it."