簡介
詹姆斯韋伯 "詹姆斯·韋伯"這個名字是取自美國宇航局第二任局長詹姆斯·韋伯。在韋伯擔任美國宇航局(NASA)領導人時美國的航天事業掀開了新的篇章，其中包括探測月球和"阿波羅"登月計畫等。因此，"詹姆斯-韋伯"一誕生，便寄託著人們的厚望。
同"哈勃"相比，"詹姆斯·韋伯"更大、更精密，能勘測到更遠的太空。它口徑是"哈勃太空望遠鏡"的三倍，但質量只有哈勃的三分之一左右。有趣的是，它是一架沒有鏡筒的望遠鏡。
在外型上，"詹姆斯·韋伯"與"哈勃望遠鏡"沒有多少相似之處。它主鏡片的直徑約為6米，比"哈勃太空望遠鏡"的主鏡片寬2.5倍。如此巨大的鏡片，使得它能夠探測到的物體可以比"哈勃太空望遠鏡"能夠探測到的物體暗淡400倍!由於沒有哪個運載火箭的有效載荷整流罩寬到可以容納如此大的鏡片，"詹姆斯·韋伯"的鏡片將由一系列六邊型分鏡片組成，發射時分鏡片將摺疊成起來。在JWST發射之後，一個大約有網球場大小的大型矩形太陽光遮光罩將緩緩展開，這時，就可以遮擋住來自太陽的熱量了。
"詹姆斯·韋伯"將在2011年8月使用阿麗亞娜5型運載火箭發射升空，它將"隨身"攜帶三台巨大的精密儀器:一台近紅外攝像機、一台近紅外光譜攝製儀以及一台組合式中紅外攝像機與光譜攝製儀。它將被發射到距地球150萬公里的空間裡，圍繞一個被稱為第二拉格朗日點(L2)的位置飛 行。第二拉格朗日點是空間一個特殊的引力狀態點，在那一點上，它可以時刻在地球的陰影中，不受太陽的干擾而進行天文觀測。和"哈勃太空望遠鏡"不一樣的是，"詹姆斯·韋伯"因為距離地球太遙遠無法派太空人進行維修保養，所以它的設計製造必須完美無缺，否則將功虧一簣!也許，將來還可以派機器人到望遠鏡上執行修理任務。
作為美國下一代主力太空望遠鏡，韋伯的主鏡面由18片巨大六邊形的金黃色鏡片構成，看上去像一幅巨大的拼圖，直徑6.5米。其主鏡面集光區域比哈勃大6倍，是最大的太空望遠鏡。美國航天局接下來將對這個主
研發背景
從1996年開始，美國宇航局向全國招標，尋找這個極端精密的新式空間望遠鏡計畫。
競標的四個機構分別是：美國宇航局/戈達德宇航中心、美國TRW公司、著名的洛克西德-馬丁公司和美國鮑爾航空宇宙公司。
“詹姆斯·韋伯”一誕生，便寄託著人們的厚望。同“哈勃”相比，“詹姆斯·韋伯”更大、更精密，能勘測到更遠的太空！它口徑是“哈勃太空望遠鏡”的三倍，但質量只有哈勃的三分之一左右。有趣的是，它是一架沒有鏡筒的望遠鏡。
詹姆斯·韋布望遠鏡是哈勃太空望遠鏡的繼任者，將成為下一代空間天文台。它將是有史以來建造的最強大的太空望遠鏡，將提供宇宙中形成的第一個星系的圖像，並探索遙遠恆星周圍的行星。這是美國宇航局、歐洲航天局和加拿大航天局的一個聯合項目。
具體參數
所屬機構 :NASA、ESA、CSA
波段: 紅外線
軌道高度: 150萬千米（第二拉格朗日點）
軌道周期: 1年
預定發射時間: 2011年8月
落下時期: 2016年 - 2021年
質量: 6,200千克
別名: 新一代太空望遠鏡（Next Generation Space Telescope，NGST）
光學系統
形式: 屈光式、牛頓式
口徑: 6.5米
聚光面積: 約25米
觀測裝置
NIRCam 近紅外照相機
NIRSpec 近紅外攝譜儀
MIR 中紅外裝置
FGS 精細導星感測器
安裝位置
哈勃太空望遠鏡位於從地表大約600千米的較低的軌道位置上。因此，即使光學儀器發生故障也有可以用太空梭來修理。詹姆斯韋伯太空望遠鏡位於離地球150萬千米的距離，即使出了故障也不可能頻繁派遣修理人員。但是它位於第二拉格朗日點上，重力相對穩定，故相對於鄰近天體來說可以保持不變的位置，不用頻繁地進行位置修正，可以更穩定的進行觀測，而且還不會受到地球附近灰塵的影響。
鏡面系統
主鏡
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 詹姆斯·韋伯望遠鏡的鏡面系統包括主鏡、次鏡和三鏡。雖然尺寸相對較小的次鏡和三鏡也都很有特色，但昂貴的主鏡卻是結構最複雜的，由許多個子鏡拼接而成的。
鏡面系統和精密偏轉鏡（FSM）是由鮑爾航空航天技術公司研製的，該公司是諾·格公司“光學技術和輕質鏡面系統”的主承包商。“韋伯”的主鏡直徑高達6.5米，在天基望遠鏡中絕對算得上是巨大的。
主鏡的直徑的比發射它用的火箭更大。主鏡被分割成18塊六角形的鏡片，發射後這些鏡片會在高精度的微型馬達和波面感測器的控制下展開。但是，此法不會跟凱克望遠鏡一樣，不必像地面望遠鏡那樣必需根據重力負荷和風力的影響而要按主動光學來時常持續調整鏡段，故詹姆斯韋伯太空望遠鏡除了初期配置之外將不會有太多改變。
主鏡的鏡面作為全體也形成六角形，聚光部和鏡面都露在外面，容易讓人聯想到射電望遠鏡的天線。另外，它的主體也不呈筒狀，而是在主鏡下展開座席狀的遮光板。
鈹鏡襯底
鈹鏡襯底使所有子鏡可拼接成傳統意義上的一面鏡子。襯底厚度約為5cm，“前”反射面被高度拋光，“後”面被精密加工成比實心結構更輕的“蛋架型”結構。
反射面的表面粗糙度小於20nm，鍍上的一層純金薄膜也是為了提高其反射紅外光線的能力。選擇鈹材料是因其極高的剛性和輕質特性，在“韋伯”極寒的運行溫度下不易發生形變。
鈹傳力部件
鈹襯底的另一面被安裝在三角形、蛋架型的鈹傳力部件上。每個傳力部件長約60cm、寬30cm，可用於分擔來自底層結構的負載，來減少鏡面失真。
鈹三角構架
鈹三角構架（BDF）是18塊子鏡的主要中間結構，三角形的構架寬約76.2cm，連線在作動器與反射鏡、襯底或傳力部件之間。
作動器
作動器是由精密馬達和齒輪構成的精細結構，用於移動和調整反射鏡表面形狀。作動器可使18塊子鏡精確排布，像一面整鏡一樣對宇宙中的某一物體進行會聚成像。
18塊子鏡各含6台用於移動和轉動作動器，全部子鏡可利用作動器排布成一面巨大的整鏡。另外，每塊子鏡都搭載一台特殊的作動器，一邊直接連線鏡背面中心，另一邊通過長、薄的鈹結構連線鏡邊緣。每台作動器可使18塊子鏡擁有完全相同的“曲率中心”，確保它們的焦點重合。
這些鏡面作動器是“韋伯”眾多新發明中的一個。它們能夠通過納米尺度的微小位移使鏡面具備最佳的光學性能。另外，這些作動器必須在只比絕對零度高几十度的極端“製冷”溫度下運行。
當“韋伯”在太空展開並冷卻到運行溫度後，地面站的工程師們將向所有作動器傳送指令來調整所有的鏡面，這一過程耗時兩個月。隨後，一旦“韋伯”開始全面運行並進行科學觀測，每10到14天就要進行一次鏡面調校工作。藉助這項新技術，“韋伯”將成為首台採用主動控制拼接主鏡的天基天文台。
接口柔性部件
底板接口柔性部件（BIF）接口將主鏡連線到望遠鏡底板上，該底板支撐主鏡全部的18塊子鏡。精密加工而成的柔性部件像精緻的彈簧一樣，可承受從室溫到零下390度的溫度變化引起的熱脹冷縮。
除了這些連線到底板上的，每塊子鏡上的還有很多這種柔性部件。
遮陽裝置
巨型遮陽裝置 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的遮陽裝置的SPF值達到100萬，能夠隔絕任何可疑的外部熱源，保證望遠鏡能獲得冷靜的觀測環境。目前，美國宇航局的工程師已經展開了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的巨型遮陽裝置的測試，進展順利。
巨型遮陽裝置面積非常大，接近一個網球場的大小，還有多層結構，美國宇航局在位於加利福尼亞州諾斯羅普格魯門公司的潔淨室中進行了展開測試。巨型遮陽裝置不僅需要把太陽光擋在身後，還要有非常精確的定位裝置，望遠鏡上的所有組件都會安裝在巨型遮陽裝置上，儘可能降低太陽光對觀測的影響。來自美國宇航局戈達德中心的研究人員威廉·奧克斯認為，巨型遮陽裝置為五層結構，像一把巨大的遮陽扇，可隔絕來自太陽的熱量傳遞。
承擔任務
詹姆斯韋伯太空望遠鏡的主要的任務是調查作為大爆炸理論的殘餘紅外線證據（宇宙微波背景輻射），即觀測今天可見宇宙的初期狀態。為達成此目的，它配備了高敏度紅外線感測器、光譜器等。 為便於觀測，機體要能承受極限低溫，也要避開太陽和地球的光等等。
為此，詹姆斯韋伯太空望遠鏡附帶了可摺疊的遮光板，以禁止會成為干擾的光源。因其處於拉格朗日點，地球和太陽在望遠鏡的視界總處於一樣的相對位置，不用頻繁的修正位置也能讓遮光板確實的發揮功效。
組裝測試
這台“超級望遠鏡”目前（2014年2月）正在美國馬里蘭州的戈達德宇航中心進入最後的組裝和測試階段。
工程師們用特製的隔熱材料將光學望遠鏡模擬器設備包裹起來，從而幫助它在超低溫實驗時進行溫控，這種超低溫測試將會模擬外太空的極端低溫環境，這種環境將是望遠鏡建成發射之後的工作環境，詹姆斯·韋伯望遠鏡最終將在距離地球超過100萬英里(約合160萬公里)的寒冷空間開展觀測工作。
這些金黃色的隔熱材料是由鍍鋁聚醯亞胺製成的，這種材料在非常大的溫度範圍內都可以保持穩定。而在這個下方，那些銀色和黑色的管路則是一套低溫板，它們包裹著光學望遠鏡模擬器(OSIM)的光學設備。在測試期間，隨著液氮不斷流入隔熱艙內焊接在牆壁上的各條管路，以及包裹著OSIM光學設備的銀色擋板內的管路，光學望遠鏡模擬器的溫度將被降低至-173攝氏度。這些低溫板將讓光學望遠鏡模擬器的光學期間保持非常低的溫度，而那些被鍍鋁聚醯亞胺材料包裹的部分則仍然可以保持溫暖。要用這些隔熱材料包裹的另一項原因是防止光學望遠鏡模擬器的光學設備遭受不必要的紅外光照射。
截至2012年9月，該望遠鏡的主鏡面已經於美國宇航局馬紹爾空間飛行中心進行低溫環境測試，18個鈹材料打造的主鏡面中兩個已經完成，剩餘的16塊鏡面將從科羅拉多州博爾德運往戈達德空間飛行中心，主鏡面將於2015年組裝完成，最終在2018年10月發射入軌。
2016年11月3日，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經建設完工，其反射鏡陣列已經組裝完成。美國宇航局（NASA）正準備對這個史上最大太空望遠鏡進行一系列機械測試，以確保其能在軌道上執行艱巨任務。
2016年11月2日美國宇航局工程師完成了鏡面面板的曲率測量，即“曲率中心”測試。在未來數月中，工程師們將會為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡提供類似太空船發出的聲音和震動進行測試。如果在拍擊、震動以及突然的顛簸搖晃中，鏡面沒有發生變化，工程師將準備將其安裝到軌道上。如果計畫順利，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將在2018年10月份發射升空。
全球九個規模最大科學工程
| 台北時間2008年6月26日訊息，據國外媒體報導，繼金字塔之後，一些建築被冠以“規模最大”的頭銜，有些建築則躋身世界新七大奇蹟之列。建築尚且如此，科學工程當然不甘落後。目前，世界上出現了不少規模驚人的科學工程，以下九大工程中有些已投入運轉，有些正在建造當中，有些則仍停留在製圖板上。 |
