מתחילתו בשנת 1996, נעשה הפרויקט בשיתוף פעולה בינלאומי של 17 מדינות, ובראשן סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א. בשנת 2002 שונה שמו של הטלסקופ ל־James Webb Space Telescope, על שמו של המנהל השני של נאס"א, ג'יימס וב, שהיה חלק בלתי נפרד מתוכנית אפולו.
יכולותיו של טלסקופ החלל ג'יימס וב יאפשרו לו לפעול בתתי־תחומים רבים של האסטרונומיה. אחת מהמטרות כרוכה בתצפיות על מספר גופים המרוחקים ביותר ביקום, שאין אפשרות לצפות בהם עם האמצעים הקיימים בחלל העומדים לרשות האנושות. זה כולל את הכוכבים הראשונים, שנוצרו בתקופת ה, ותצורת הגלקסיות הראשונות. מטרה שנייה היא מציאת הגורם המקנה לכוכבים את צורתם. מטרה נוספת היא הניסיון לענות על השאלה האם מתקיימות ציוויליזציות חיים מחוץ לכדור הארץ - במילים אחרות, שאלת קיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ, וכן לאמוד את מאפייניהם של ענקי גזים הנמצאים בקרבת כוכבים.
משימת הטלסקופ הייתה מועמדת לביטול על ידי הקונגרס האמריקאי בשנת 2011, לאחר שכבר הושקעו בה 3 מיליארד דולר, ומעל 75 אחוזים מהחומרה של הטלסקופ הייתה בייצור או בבדיקות. בנובמבר 2011 הפך הקונגרס את החלטתו לביטול פרויקט הטלסקופ, ואישר את המשך מימונו שנאמד בכ־8.8 מיליארד דולר.
סקירה.
ראשיתו של טלסקופ החלל ג'יימס וב בטלסקופ החלל "הדור הבא" (Next Generation Space Telescope; בראשי תיבות NGST), שתכנונו החל בשנת 1996 והתבסס ברובו על טלסקופ החלל האבל משנת 1993. שמו שונה בשנת 2002 לשמו של מנהל נאס"א השני ג'יימס וב, ששימש בתפקיד מפתח בתוכנית אפולו וביסס את המחקר המדעי כחלק מפעילויות היסוד של נאס"א.
הטלסקופ הוא פרויקט של מנהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי, סוכנות החלל של ארצות הברית, בשיתוף עם סוכנות החלל האירופית וסוכנות החלל הקנדית, וכולל תרומה של 15 אומות נוספות. הקבלן הראשי בפרויקט הוא נורת'רופ גראמן.
שיתוף הפעולה עם סוכנות החלל האירופית החל באופן רשמי בשנת 2007, וכלל תזכיר שכלל את משגר האריאן 5, NIRSpec, MIRI Optical Bench Assembly וכוח אדם מיומן.
הטלסקופ יוצב באזור נקודת לגראנז' L2. עצמים באזור נקודה זו יכולים להקיף את השמש בסנכרון עם כדור הארץ. בנוסף, בנקודה זו יוטל עליו (באופן חלקי) צלו של כדור הארץ, עובדה שתסייע לשמור על מכשירי המדידה בטמפרטורה נמוכה החיונית לעבודה בתחום התת־אדום. נקודת לגראנז' L2 של הארץ והשמש נמצאת במרחק של כ־1.5 מיליון קילומטרים מכדור הארץ.
הטלסקופ שוגר על גבי משגר אריאן 5 ב־25 בדצמבר 2021, למשימה בת חמש שנים לפחות, עם כוונה שישרת את נאס"א לכעשר שנים.
השוואה.
בניגוד לפרויקטים שטרם עזבו את שולחן התכנונים, בגלל ביטולם או השהייתם, כמו: Terrestrial Planet Finder (2011), Space Interferometry Mission (2010), Laser Interferometer Space Antenna (2011), Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (2011), טלסקופ החלל ג'יימס וב הוא הפרויקט הגדול ביותר של נאס"א לאחר ביטולה של תוכנית קונסטליישן ב־2010 וקרקוען של מעבורות החלל ב־2011.
הדחיות בפרויקט והגידול בעלויותיו משווים אותו לטלסקופ החלל האבל, שתכנונו החל כבר ב־1972 ועלויות הפיתוח שלו הוערכו ב־300 מיליון דולר אמריקאי (מיליארד דולר אמריקני במונחי 2006). כאשר נשלח האבל לחלל בשנת 1990 עלויותיו הוערכו פי ארבעה מכך וחמש משימות התחזוקה שנשלחו בין 1993–2005 הגדילו את עלויותיו לתשעה מיליארד דולר (במונחי 2006).
טלסקופי חלל נוספים שבוטלו הם: MAXIM, SAFIR , SUVO ו־SPECS.
מטרות.
מטרותיו הבסיסיות של טלסקופ החלל הן:
בשל השילוב של הסחה לאדום, אבק כוכבים, וטמפרטורות נמוכות באזורים הנחקרים, חייב הטלסקופ לעבוד באורך גל של אינפרה אדום (בין 0.6 ל־28 מיקרומטר). כדי שהתצפיות לא יופרעו על ידי קרני האינפרה אדום מהשמש והרכיבים עצמם, הטמפרטורה של מכשירי הטלסקופ חייבת להיות נמוכה מאוד. לצורך זה, טלסקופ החלל ג'יימס וב יכלול מגן שמש מתכתי כדי שיבלום את קרינת האינפרה אדום הבאה ממנה, וגם מכדור הארץ והירח. הטמפרטורה בצד ה"חם" של מגן השמש צפויה להיות 85 מעלות צלזיוס, ואילו בצד ה"קר" של מכשירי המדידה תשרור טמפרטורה של כ־50 קלווין (220 - מעלות צלזיוס). הטלסקופ ימוקם בנקודת לגראנז' L2 ביחס לשמש ולכדור הארץ.
אופטיקה.
אף על פי שמשקלו של הטלסקופ כמחצית ממשקלו של האבל, הוא יהיה בעל מראה ראשית בקוטר 6.5 מטרים, עם שכבה רפלקטיבית העשויה בריליום מפני שזהו חומר קל וחזק אשר יוכל לאפשר פעילות טובה של המראה ובכל זאת לשמור על משקלה הנמוך של המראה כך שיהיה ניתן לשגר אותה אל החלל. כמו כן מצופה המראה בשכבה דקיקה (בעובי אטומים בודדים, כ־50 גרם) של זהב, בזכות הצטיינותה של המתכת בשיקוף אור בטווח התדרים של האינפרה אדום (ומשום כך היא גם נראית אדמדמה לעין האנושית).
מראה זו לבדה גדולה בהרבה מכל רכב חלל לא מאויש שנשלח אי פעם, והיא בנויה מ־18 מקטעי משושים כדי שיוכלו לקפל את המראה כך שתתאים לטילים, ולאחר השיגור תצא המראה ממצב הקיפול. הצורה הנבחרת היא משושים מפני שאחת הצורות הקרובות לעיגול (הצורה שלמעשה רצויה) היא משושה, ובכך שמייצרים את כל המקטעים בצורת משושים מאפשרים הרכבה בין כל שמונה עשר המקטעים ללא פערים בין מקטע למקטע. מראה זו עובדה בקולמן, אלבמה, בחברת "אקסיס טכנולוגיות" (Axsys Technologies). מיקרו־מנועים וחיישנים רגישים מוקמו על מקטעי המראה הראשית על מנת שתורכב במיקום הנכון.
תכנון הנדסי והרכבה.
בפרויקט טלסקופ החלל ג'יימס ווב יש 1,200 מדענים, טכנאים ומהנדסים מארבע־עשרה מדינות בעולם (ויותר מ־27 מדינות בגבולות ארצות הברית) אשר עובדים על בנייתו. גודלו של טלסקופ החלל ג'יימס ווב הוא כמחצית ממטוס בואינג 737, אך בכל זאת מסתו מהווה רק כ־8% ממסתו של מטוס מסוג זה (המסה של טלסקופ החלל ג'יימס ווב היא 6161.4 קילוגרם בשיגור ומסתו של מטוס 737 היא 79,010 ק"ג). טלסקופ ג'יימס ווב יהיה הטלסקופ הגדול ביותר שאי פעם שוגר אל מחוץ לכדור הארץ. המדענים אשר עבדו על בנייתו של טלסקופ זה החליטו כי מראה בקוטר של 6.5 מטרים היא מה שנחוץ על מנת לקלוט אור מגלקסיות רחוקות אלה, אך בניית מראה בגודל כזה היא מאתגרת גם לשימוש על פני האדמה ומעולם לא שוגרה מראה בגודל כזה אל החלל.
הלוח האחורי של הטלסקופ הוא מבנה גדול התומך במראות המשושה הגדולות של הטלסקופ. ללוח יש מטרה חשובה מלבד תמיכה במראה; הוא יהיה גם אמצעי נשיאה ל־2,400 ק"ג של ציוד אופטי ומכשירים. מבנה הלוח נועד גם כדי לספק ביצועי יציבות תרמית חסרי תקדים בטמפרטורות נמוכות של 240 - מעלות צלזיוס. בטמפרטורות אלה, הלוח האחורי תוכנן להיות יציב עד 32 ננומטר, כלומר פחות מאלפית מקוטרה של שערה אנושית.
מאפיין ייחודי לטלסקופ חלל מסוגו של וב, שמבדיל אותו (וטלסקופים אחרים) מטלסקופ החלל האבל, הוא חוסר האפשרות לתיקון תקלות בהתערבות אנושית. הטלסקופ האבל מרחף בגובה של כ־570 ק"מ מעל פני הארץ (כאלפית וחצי מהמרחק לירח), מרחק המאפשר ביקור של מעבורות חלל מאוישות לצורך הוספת ציוד חדש ותיקונים (שאכן נדרשו במקרה של האבל, כולל התקלה הקריטית של כיוון המראה הראשית שלו). לעומתו, הטלסקופ ג'יימס וב יימצא במרחק של 1.5 מיליון ק"מ, פי ארבעה מאשר המרחק לירח. נכון ל־2016 ולפחות עשור אל תוך העתיד, לא יימצא התקן כלשהו בעל כושר הסעה של משימה מאוישת למרחק כזה. על כן כל מערכות הטלסקופ, כולל הפריסה המסובכת בגלל גודלו חסר התקדים, חייבות להיות חסינות־תקלות לחלוטין.
ייחודו של טלסקופ החלל וב שרק אחוז קטן ממשקלו (5%) הוא דלק - רק 167.5 ק"ג הידרזין ו־132.5 ק"ג דו חנקן ארבע־חמצני (N2O4).
שיגור והצבה.
השיגור התקיים ב־25 בדצמבר 2021 על־גבי טיל אריאן 5 מבסיס החלל האירופי קורו שבגיאנה הצרפתית. הטיל העניק לטלסקופ מהירות התחלתית בכיוון הנקודה L2, ובשלב השיגור האחרון נפרד ממנו כעבור כ־25 דקות. החל מההיפרדות, הטלסקופ נע בכוח ההתמד במהירות הולכת וקטנה, והוא יבצע תיקונים קטנים בנתיב באמצעות רקטות, ויגיע לאזור הנקודה L2 כעבור 35 יום. במהלך החודש הראשון יפרוש הטלסקופ בזה אחר זה את הלוח הסולארי, אנטנת התקשורת, מגן השמש, עמוד התמך למראות, ועוד. במהלך 5 החודשים הבאים יבצע הטלסקופ הכנות להפעלה של מכשיריו (בעיקר קירור, מיקום מדויק וכיוון של המראות). במקביל, הטלסקופ יתחיל להקיף את הנקודה L2. באזור הנקודה הזו נמצאים כבר לוויין המחקר WMAP, טלסקופ החלל הרשל, וטלסקופ החלל פלאנק (שני האחרונים כבר אינם פעילים). כעבור שישה חודשים מהשיגור, יתחיל הטלסקופ בעבודתו השגרתית.
מצב נוכחי.
הערכה של עלותו של הפרויקט שנעשתה ב־2005 הייתה כ־4.5 מיליארד דולר. נכון למרץ 2016, העלות הכוללת של פיתוח, שיגור ותחזוקה ל־10 שנים עומדת על 8.8 מיליארד דולר. הסוכנות האירופית משתתפת בכ־300 מיליון אירו (ובעלות השיגור), והסוכנות הקנדית הוסיפה כ־40 מיליון דולר קנדי. מועד השיגור המתוכנן נדחה מהמועד המקורי (ב־2007) תשע פעמים, ועומד כיום על ה־25 בדצמבר 2021. הדחיות נבעו בעיקר בגלל הערכות בחסר של הזמן והעלויות, של התכנון ושל הבדיקות ברמת האמינות הנדרשת ובנוסף עקב מגפת נגיף הקורונה.