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詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线太空望远镜。作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，原计划于2011年发射升空。但因项目超支等原因，故发射改期为2018年。系欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的共用计划，放置于太阳─地球的第二拉格朗日点。不像哈勃空间望远镜那样是围绕地球上空旋转，而是飘荡在从地球背向太阳的后面150万千米的空间。
此项目曾经称为“新一代太空望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。1961年至1968年詹姆斯·韦伯担任局长期间曾领导阿波罗计划等一系列美国重要的空间探测项目。
望远镜的地面控制和协调机构是位于约翰霍普金斯大学的空间望远镜研究所（STScI）。
詹姆斯韦伯太空望远镜的主要的任务是调查作为大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态。为达成此目的，它配备了高敏度红外线传感器、光谱器等。 为便于观测，机体要能承受极限低温，也要避开太阳和地球的光等等。为此，詹姆斯韦伯太空望远镜附带了可折叠的遮光板，以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点，地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置，不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。
哈勃太空望远镜位于从地表大约600千米的较低的轨道位置上。因此，即使光学仪器发生故障也有可以用航天飞机来修理。詹姆斯韦伯太空望远镜位于离地球150万千米的距离，即使出了故障也不可能频繁派遣修理人员。与此相反，它位于第二拉格朗日点上，重力相对稳定，故相对于邻近天体来说可以保持不变的位置，不用频繁地进行位置修正，可以更稳定的进行观测，而且还不会受到地球附近灰尘的影响。
计划中的詹姆斯韦伯太空望远镜的质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜（11吨）的一半。主反射镜由铍制成，口径达到6.5米，面积为哈勃太空望远镜的5倍以上，可以期待它将有远超哈勃空间望远镜非常高的观测性能。与此同时，相反的光学镜头的重量已经被轻量化了。
现在这面主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片，发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是，此法不会跟克谷望远镜一样，不必像地面望远镜那样必须根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段，故詹姆斯韦伯太空望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。
主镜的镜面作为全体也形成六角形，聚光部和镜面都露在外面，容易让人联想到射电望远镜的天线。另外，它的主体也不呈筒状，而是在主镜下展开座席状的遮光板。
耗资100亿美元的韦伯太空望远镜，将在2021年12月18日在法属圭亚那发射升空，这将成为21世纪重大的科学事件之一，对天文学、宇宙学领域的科研将有巨大的帮助。
韦伯太空望远镜是哈勃太空望远镜的继任者，又因为韦伯望远镜侧重于红外天文学的研究，因此，它也是斯皮策太空望远镜的继承者，但是韦伯太空望远镜将更加灵敏，能够看到更多、更古老的恒星和星系。
韦伯天空望远镜的主镜，是一个直径6.5米的镀金铍反射镜，由18个六边形反射镜形成，光线收集面积为25.4 平方米。相比于哈勃太空望远镜直径2.4米的镜面，韦伯望远镜的镜面要大上许多，但是整体质量上却只有哈勃望远镜的一半。
哈勃望远镜可进行近紫外线、可见光、近红外等光谱观测，韦伯望远镜将侧重在较低频率范围内进行观察，从可见光到中红外（0.6至28.3 微米)，这将使它能够观察到哈勃无法观察到的古老和遥远的高红移天体。
韦伯望远镜将在拉格朗日点附近，与地球同步绕太阳运行，轨道距离地球大约1,500,000 公里；哈勃望远镜只在距离地面550公里的近地轨道运行。
韦伯之所以被部署离地球如此之远，主要是它必须保持非常低温的状态（-223 °C），才能不受干扰地进行红外观测，在拉格朗日点来自太阳、地球的热量将会相对较小，但是如此远的部署距离，也就意味着不可能对它进行维修或升级了。
现阶段赋予韦伯太空望远镜的四个重要使命，分别是寻找宇宙大爆炸后形成的首批星系；研究太空的形成和演化；进一步了解恒星和天体系统的形成；研究宇宙生命起源。
另外，韦伯太空望远镜有能力解析太阳系以外行星的大气层，并分析它们的气体是否适合生物生存，这对于人类寻找地外生命将会起到关键作用。
在未来，哈勃望远镜和韦伯望远镜将在太空中联袂为人类提供太空观测数据。
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