机器人助力建造詹姆斯·韦伯望远镜——它们参与了镜面段的安装
2022年1月，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜开始为期三个月的对准工作，这项工作涉及望远镜主镜的18块六边形镜段。过程首先是将每块镜段向上移动仅12.5毫米。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是有史以来发射进太空的最大望远镜。所有镜面段展开后，其尺寸相当于一个网球场。
“工程师首先向执行机构发出指令——其中126个装置用于移动和成形主镜段，另外6个装置用于定位次镜——以确保它们在发射后工作正常。团队还向驱动精细导星镜进行微小运动的执行机构发出指令，以确认它们运行正常。精细导星镜对图像稳定过程至关重要。”NASA表示。
地面指令开始引导主镜段和次镜段，使其从发射时的收拢构型中展开。此前，它们被阻尼器牢牢固定，以免在振动中晃动。这些运动至少需要十天，之后工程师才能开始为期三个月的镜段对准工作，使其作为一块整体镜面运行。
NASA工程师必须以极高的精度安装每一块六边形部件。为此，他们使用了一只可沿六个方向移动的机器人手臂。该手臂由PI USA公司制造的专用六足装置控制。六足装置安装在机械臂末端，以确保每个部件都处于正确位置。
“要让镜面段组合作为一块整体镜面工作，它们必须以亚毫米精度放置在彼此相距仅几毫米的范围内。人工操作员无法如此精确地放置镜面，因此我们开发了一套用于装配的机器人系统”
部件的安装需要两个工程师团队同时工作。第一项任务负责控制机械臂，并在望远镜结构周围进行机动。
“要达到这一目标，需要一定的耐心：由计算机控制的镜面驱动器设计用于极其微小的运动，以纳米为单位计量。每一块镜面都能以难以置信的精度移动，调节精度仅为10纳米（约为人类头发宽度的万分之一）。现在我们使用同样的驱动器，而不再是移动一厘米。因此，这些初始展开无疑是韦伯望远镜镜面驱动器在太空中执行过的最大规模移动”
另一个团队负责在镜段放置、螺栓固定和粘接时，利用激光进行测量。
“用于极高精度距离测量的不再是卷尺，而是激光。基于这些测量数据，坐标系统被用于放置主镜的每一块镜段。工程师可以将镜面移动到望远镜结构上的精确位置，精度达到一张纸的厚度”
詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年12月发射。设计寿命至少为五年半。不过，NASA理想中希望望远镜能够运行10年。
该望远镜以哈勃太空望远镜的工作为基础建造并将进一步扩展。它将在距地球约一百万英里处绕行，以观测宇宙中最早形成的一些星系。
“镜面控制系统一次只能同时控制一个驱动器。这种方式既更简单（就控制电子设备的复杂性而言），也更安全（计算机和传感器可以密切监控每个驱动器的工作）。此外，为了限制驱动电机向极度寒冷的望远镜镜面输入的热量，每个驱动器只能工作很短的时间。因此，每块镜段12.5毫米的大幅移动被分解为许多小幅移动，一次只操作一个驱动器。任务运行中心发出的指令脚本将在人工监督下执行这一过程，在各镜段之间轮流，缓慢而稳定地每次移动一个驱动器。以全速计算，将所有镜段移动仅1毫米大约需要一天时间。这大致相当于青草生长的速度！”
她表示，这可能不是望远镜投入使用时最激动人心的阶段，但这是正常的。不能急于求成。在镜面缓慢展开的这些日子里，它们也在持续缓慢降温，将热量散发到寒冷的太空中。
仪器以渐进且受到严格控制的方式冷却，望远镜也继续平稳地向L2点外移。缓慢而稳定，因为所有这些渐进过程每天都让科学家更接近最终目标——镜面对准。
