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2014年6月，韦伯望远镜将发射升空，去探索星系最古老的祖先和宇宙中的第一代恒星，揭露银河系中恒星及行星的形成过程，甚至有机会首先发现宇宙中其他地方存在生命的证据。不像哈勃空间望远镜那样围绕地球上空旋转，而是飘荡在地球背向太阳的后面150万千米的空间。韦伯望远镜的主镜将由18块铍制的六边形镜片拼接而成，每一块都要经过无数道工序的打磨，接受无数次苛刻的检验。
观测更远的宇宙
美国旧金山湾附近一个光学实验室里，一块暗灰色反射镜片竖立在一个低矮平台上。这块经过精密切削和打磨的铍板呈完美的正六边形，厚约5厘米，宽超过12米，在实验室里微弱灯光的映照下泛着亮光。不过，这块镜片的背面几乎是空心的，被机械师给掏空了，只留下一个由众多细肋条构成的错综复杂的三角形龙骨。它的精密几何结构美得令人心动。整块反射镜片原重250千克，经过打磨掏空后，仅重21千克。如此轻的质量，以至于一枚火箭就足以推举18块这样的反射镜升入太空。这些镜片将在那里拼接成一块大反射镜，构成有史以来人类发射过的、最具雄心的空间天文台的核心部件。
韦伯空间望远镜经常被描述成哈勃望远镜的继任者，但韦伯望远镜跟这台现任的主力空间望远镜几乎没有相似之处。它的主镜不是一整块，而将由18块可以调节形状的镜片拼接而成，镜面面积也将是哈勃的6倍。韦伯的科学仪器对红外辐射灵敏，而哈勃上的设备主要观测可见光。韦伯望远镜也不会直接绕地球旋转，而会在大约150万千米外盘旋，以便更好地避开地球发出的热辐射。韦伯空间望远镜还将完成一系列高难度的“花式”机动飞行。计划是韦伯空间望远镜首先会被“打包”以便塞进运载火箭的货舱，一旦升空，它将像破茧而出的蝴蝶展开翅膀那样把自己展开。任何一处发生故障，这台望远镜就可能无法运行。但是，要在茫茫深空中把]8块铍制反射镜拼接成一大块平滑如一的镜面，这让光学技师承受到了前所未有的压力。
工艺精益求精
美国廷斯利公司的工程师承接了这项艰巨的任务。在韦伯望远镜研制初期，天文学家一度认为，镜片应该用超低膨胀率的玻璃来制作。这种玻璃在温度变化时能够维持自身的形状。然而，当光学技师制作了几块测试镜片，把它们置于望远镜将要经历的严寒环境中检测时，这种玻璃发生了某种形式的弯曲，可能导致望远镜完全报废。实验发现，铍在这样的环境中表现僵硬，效果反倒不错。
不过，用料上的这一改变使镜片的制造进度又被拖慢了一年，因为铍需要花更长的时间来抛光。制作一块铍镜，又不能在其中留下任何应力，这是极其困难的。对铍表面的切削和雕琢会让余留下来的金属想要向上弯曲。制作团队必须除掉这层产生应力的金属，要么用酸把它慢慢地腐蚀掉，要么用某种锋利的工具把它刮掉。这是一道既乏味冗长又劳心费力的工序。
一块块铍镜片被安放在计算机控制的一台抛光机上。一个形状类似于手风琴的黑色风箱发出阵阵声音，轻柔地推动着一个机械臂在镜面上来回移动。机械臂的前端装有一个飞盘大小的抛光头。计算机发出指令，决定旋转的抛光头在每一个位置工作多长时间，以便精确地磨去特定数量的铍。
光学技师在廷斯利的计量实验室测量这些镜片的镜面精度。计量实验室是一个完全封闭的空间，内部的温度和气流都受到严格控制。技师们使用全息图、红外激光和其他工具，精确测量镜面上几十万个点的高度。一块镜片要在抛光机和计量实验室之间辗转几十次，形状和光洁度才能符合要求。
接下来，每块镜片都要被空运到航天科技公司。在那里，工程师会将它连接在石墨制成的飞行载具上。再把飞行载具固定在六边形镜片背面的网格状龙骨上，把镜片安置到望远镜的正确部位。接下来，它将被运往航天中心，在真空室中用液氦冷却到25K，并加以检测。在这样的环境下，金属会发生细微的弯曲形变，都会被光学技师详细记录在案。然后，这块镜片会重新回到加利福尼亚，廷斯利公司会在光学技师记录数据的指导下，对它进行轻微抛光，以消除铍进入寒冷(－338℃)的太空环境之后可能发生的任何形式弯曲。
廷斯利的工程师在磨制镜片时，始终铭刻在心、让他们不敢大意的是，哈勃空间望远镜犯过的一个令人大跌眼镜的错误：由于工程师看漏了一个测量误差，哈勃的主镜被磨成了错误的形状。直到升空3年后，宇航员搭乘航天飞机为哈勃望远镜安装了矫正镜，这个错误才得到纠正。哈勃可以亡羊补牢，韦伯却不行。
为了吸取哈勃的经验教训，美国航空航天局招募了曾经帮助修复哈勃的工程师，请他们为新望远镜工作。当年，为了诊断哈勃的畸形主镜，工程师开发出一种技术，即通过研究哈勃模糊的成像来推断主镜的形状。如今，韦伯望远镜将采用同样的技术来保持聚焦的准确。在移动这台望远镜指向天空中不同位置的时候，必然会产生热梯度，导致望远镜轻微变形，不过与其他空间天文台不同的是，韦伯望远镜将采用主动式可调节镜面来抵消这些变形。
首先，望远镜上一些设备中的小透镜会形成一些对焦不实的图像，就像曾经困扰过哈勃的模糊图像一样。对这些照片进行分析后，控制中心会发送无线电指令，激活每块镜片背后的7个微型马达。每个马达都能推拉镜面，使它发生不超过10纳米的位移。这让天文学家有能力控制每一块镜片的曲率，还有它与相邻镜片的相对位置。控制中心大约每两个星期就会把这套程序执行一遍，校准主镜的形状。
当然，韦伯望远镜必须一开始就让自己正确地展开。确切地说，各携带3块镜片折叠起来收在两侧的两瓣“叶片”，必须正确打开以拼接出完整的主镜。一块75厘米宽的副镜也必须固定就位，凭借3根细长的支架悬于主镜上方7米处，把光反射回主镜中心，让那里的科学仪器记录观测数据。
不过，最让天文学家忧心的不是打开主镜，而是张开宽11米、长19米排球场大小的巨型遮阳板。如果遮阳板不能正常工作，太阳发出的热量就会让韦伯望远镜变成瞎子。因为韦伯是靠观察目标星体发出微弱的红外线获得信息的，所以望远镜必须处于极冷的环境工作。如果它被太阳光或地球热量加热，望远镜本身产生的红外线将会淹没目标红外线，看不见天文学家希望它看见的大多数目标。
韦伯空间望远镜将在完成消除大部分“变形”之后，抵达它位于太阳系内的目的地——距离地球150万千米、处在茫茫深空中的一个引力平衡点。在这里，这座空间天文台只需消耗少量燃料就能跟上地球的步伐，沿着一条顺滑平稳的轨道围绕太阳运行。工程师认为，韦伯望远镜携带的燃料将足够它使用10年，燃料一旦耗尽，他们便无法再操纵它了。
观测更远的宇宙
美国旧金山湾附近一个光学实验室里，一块暗灰色反射镜片竖立在一个低矮平台上。这块经过精密切削和打磨的铍板呈完美的正六边形，厚约5厘米，宽超过12米，在实验室里微弱灯光的映照下泛着亮光。不过，这块镜片的背面几乎是空心的，被机械师给掏空了，只留下一个由众多细肋条构成的错综复杂的三角形龙骨。它的精密几何结构美得令人心动。整块反射镜片原重250千克，经过打磨掏空后，仅重21千克。如此轻的质量，以至于一枚火箭就足以推举18块这样的反射镜升入太空。这些镜片将在那里拼接成一块大反射镜，构成有史以来人类发射过的、最具雄心的空间天文台的核心部件。
韦伯空间望远镜经常被描述成哈勃望远镜的继任者，但韦伯望远镜跟这台现任的主力空间望远镜几乎没有相似之处。它的主镜不是一整块，而将由18块可以调节形状的镜片拼接而成，镜面面积也将是哈勃的6倍。韦伯的科学仪器对红外辐射灵敏，而哈勃上的设备主要观测可见光。韦伯望远镜也不会直接绕地球旋转，而会在大约150万千米外盘旋，以便更好地避开地球发出的热辐射。韦伯空间望远镜还将完成一系列高难度的“花式”机动飞行。计划是韦伯空间望远镜首先会被“打包”以便塞进运载火箭的货舱，一旦升空，它将像破茧而出的蝴蝶展开翅膀那样把自己展开。任何一处发生故障，这台望远镜就可能无法运行。但是，要在茫茫深空中把]8块铍制反射镜拼接成一大块平滑如一的镜面，这让光学技师承受到了前所未有的压力。
工艺精益求精
美国廷斯利公司的工程师承接了这项艰巨的任务。在韦伯望远镜研制初期，天文学家一度认为，镜片应该用超低膨胀率的玻璃来制作。这种玻璃在温度变化时能够维持自身的形状。然而，当光学技师制作了几块测试镜片，把它们置于望远镜将要经历的严寒环境中检测时，这种玻璃发生了某种形式的弯曲，可能导致望远镜完全报废。实验发现，铍在这样的环境中表现僵硬，效果反倒不错。
不过，用料上的这一改变使镜片的制造进度又被拖慢了一年，因为铍需要花更长的时间来抛光。制作一块铍镜，又不能在其中留下任何应力，这是极其困难的。对铍表面的切削和雕琢会让余留下来的金属想要向上弯曲。制作团队必须除掉这层产生应力的金属，要么用酸把它慢慢地腐蚀掉，要么用某种锋利的工具把它刮掉。这是一道既乏味冗长又劳心费力的工序。
一块块铍镜片被安放在计算机控制的一台抛光机上。一个形状类似于手风琴的黑色风箱发出阵阵声音，轻柔地推动着一个机械臂在镜面上来回移动。机械臂的前端装有一个飞盘大小的抛光头。计算机发出指令，决定旋转的抛光头在每一个位置工作多长时间，以便精确地磨去特定数量的铍。
光学技师在廷斯利的计量实验室测量这些镜片的镜面精度。计量实验室是一个完全封闭的空间，内部的温度和气流都受到严格控制。技师们使用全息图、红外激光和其他工具，精确测量镜面上几十万个点的高度。一块镜片要在抛光机和计量实验室之间辗转几十次，形状和光洁度才能符合要求。
接下来，每块镜片都要被空运到航天科技公司。在那里，工程师会将它连接在石墨制成的飞行载具上。再把飞行载具固定在六边形镜片背面的网格状龙骨上，把镜片安置到望远镜的正确部位。接下来，它将被运往航天中心，在真空室中用液氦冷却到25K，并加以检测。在这样的环境下，金属会发生细微的弯曲形变，都会被光学技师详细记录在案。然后，这块镜片会重新回到加利福尼亚，廷斯利公司会在光学技师记录数据的指导下，对它进行轻微抛光，以消除铍进入寒冷(－338℃)的太空环境之后可能发生的任何形式弯曲。
廷斯利的工程师在磨制镜片时，始终铭刻在心、让他们不敢大意的是，哈勃空间望远镜犯过的一个令人大跌眼镜的错误：由于工程师看漏了一个测量误差，哈勃的主镜被磨成了错误的形状。直到升空3年后，宇航员搭乘航天飞机为哈勃望远镜安装了矫正镜，这个错误才得到纠正。哈勃可以亡羊补牢，韦伯却不行。
为了吸取哈勃的经验教训，美国航空航天局招募了曾经帮助修复哈勃的工程师，请他们为新望远镜工作。当年，为了诊断哈勃的畸形主镜，工程师开发出一种技术，即通过研究哈勃模糊的成像来推断主镜的形状。如今，韦伯望远镜将采用同样的技术来保持聚焦的准确。在移动这台望远镜指向天空中不同位置的时候，必然会产生热梯度，导致望远镜轻微变形，不过与其他空间天文台不同的是，韦伯望远镜将采用主动式可调节镜面来抵消这些变形。
首先，望远镜上一些设备中的小透镜会形成一些对焦不实的图像，就像曾经困扰过哈勃的模糊图像一样。对这些照片进行分析后，控制中心会发送无线电指令，激活每块镜片背后的7个微型马达。每个马达都能推拉镜面，使它发生不超过10纳米的位移。这让天文学家有能力控制每一块镜片的曲率，还有它与相邻镜片的相对位置。控制中心大约每两个星期就会把这套程序执行一遍，校准主镜的形状。
当然，韦伯望远镜必须一开始就让自己正确地展开。确切地说，各携带3块镜片折叠起来收在两侧的两瓣“叶片”，必须正确打开以拼接出完整的主镜。一块75厘米宽的副镜也必须固定就位，凭借3根细长的支架悬于主镜上方7米处，把光反射回主镜中心，让那里的科学仪器记录观测数据。
不过，最让天文学家忧心的不是打开主镜，而是张开宽11米、长19米排球场大小的巨型遮阳板。如果遮阳板不能正常工作，太阳发出的热量就会让韦伯望远镜变成瞎子。因为韦伯是靠观察目标星体发出微弱的红外线获得信息的，所以望远镜必须处于极冷的环境工作。如果它被太阳光或地球热量加热，望远镜本身产生的红外线将会淹没目标红外线，看不见天文学家希望它看见的大多数目标。
韦伯空间望远镜将在完成消除大部分“变形”之后，抵达它位于太阳系内的目的地——距离地球150万千米、处在茫茫深空中的一个引力平衡点。在这里，这座空间天文台只需消耗少量燃料就能跟上地球的步伐，沿着一条顺滑平稳的轨道围绕太阳运行。工程师认为，韦伯望远镜携带的燃料将足够它使用10年，燃料一旦耗尽，他们便无法再操纵它了。