เครื่องมือเหล่านี้รวมถึงNIRCamซึ่งเป็นกล้องอินฟราเรดเว็บสล็อตแตกง่ายใกล้ตัวหลักที่จะครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.6 ถึง 5 ไมโครเมตร NIRCam จะสามารถถ่ายภาพดาวฤกษ์และดาราจักรยุคแรกสุดได้เหมือนตอนที่มันก่อตัวเมื่อ 12 พันล้านปีก่อน เช่นเดียวกับดาวอายุน้อยในทางช้างเผือก กล้องจะสามารถเห็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่ขอบของระบบสุริยะ และติดตั้งโคโรนากราฟ ซึ่งสามารถปิดกั้นแสงจากดาวเพื่อเผยให้เห็นรายละเอียดของดาวเคราะห์นอกระบบที่หรี่ลงซึ่งโคจรรอบมัน
ถัดไปคือNIRSpecซึ่งเป็นสเปกโตรกราฟใกล้อินฟราเรด
ซึ่งจะครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นแสงเดียวกันกับ NIRCam แต่แทนที่จะรวบรวมแสงและแปลงเป็นภาพ NIRSpec จะแยกแสงออกเป็นสเปกตรัมเพื่อหาคุณสมบัติของวัตถุ เช่น อุณหภูมิ มวล และองค์ประกอบ สเปกโตรกราฟถูกออกแบบมาเพื่อสังเกตวัตถุ 100 ชิ้นในเวลาเดียวกัน
MIRIซึ่งเป็นเครื่องมืออินฟราเรดช่วงกลางจะรักษาอุณหภูมิที่เย็นที่สุดให้สังเกตได้ในช่วงความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด ตั้งแต่ 5 ถึง 28 ไมโครเมตร MIRI มีทั้งกล้องและสเปกโตรกราฟที่เหมือนกับ NIRCam และ NIRSpec ที่ยังคงมีความอ่อนไหวต่อกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลและดาวฤกษ์เกิดใหม่ แต่ก็สามารถตรวจจับดาวเคราะห์ ดาวหาง และดาวเคราะห์น้อยได้เช่นกัน
และเครื่องมือที่สี่ เรียกว่าFGS/NIRISSเป็นแบบสองส่วน FGS เป็นกล้องที่จะช่วยให้กล้องโทรทรรศน์ชี้ตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ และ NIRISS ซึ่งย่อมาจากอิมเมจอินฟราเรดใกล้และสเปกโตรกราฟแบบไม่มีกรีด จะถูกนำมาใช้เป็นพิเศษในการตรวจจับและจำแนกลักษณะของดาวเคราะห์นอกระบบ
เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ถูกเก็บไว้หลังกระจกหลัก
(ดังแสดงในภาพเคลื่อนไหวนี้) แสงจากวัตถุที่อยู่ไกลจะกระทบกระจกหลัก จากนั้นกระจกรองที่อยู่ด้านหน้าจะโฟกัสแสงไปที่อุปกรณ์
เป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรก
จะใช้เวลาอย่างน้อยอีกห้าเดือนหลังจากมาถึง L2 เพื่อสอบเทียบเครื่องมือวิทยาศาสตร์ทั้งหมดให้เสร็จสิ้น Pontoppidan กล่าว เมื่อเสร็จแล้ว ทีมวิทยาศาสตร์ของ Webb มีแผนลับสุดยอดสำหรับการปล่อยภาพสีเต็มรูปแบบภาพแรก
“ภาพเหล่านี้เป็นภาพที่ตั้งใจจะแสดงให้โลกเห็นว่าหอดูดาวกำลังทำงานและพร้อมสำหรับวิทยาศาสตร์” Pontoppidan กล่าว “สิ่งที่จะอยู่ในแพ็คเกจนั้นเป็นความลับ”
ส่วนหนึ่งที่เป็นความลับก็เพราะว่ายังมีความไม่แน่นอนบางอย่างในสิ่งที่กล้องโทรทรรศน์จะสามารถดูได้เมื่อถึงเวลา หากการตั้งค่าเครื่องมือใช้เวลานานกว่าที่คาดไว้ เวบบ์จะอยู่ในส่วนอื่นของวงโคจร และบางส่วนของท้องฟ้าจะไม่สามารถมองเห็นได้ชั่วขณะหนึ่ง ทีมงานไม่ต้องการให้คำมั่นสัญญาในเรื่องใดเรื่องหนึ่งโดยเฉพาะแล้วจึงผิดพลาด Pontoppidan กล่าว
แต่ยัง “มันควรจะเป็นเซอร์ไพรส์” เขากล่าว “เราไม่ต้องการสปอยล์เซอร์ไพรส์นั้น”
อย่างไรก็ตาม โครงการวิทยาศาสตร์แรกของเวบบ์ยังไม่ปิดบัง ในช่วงห้าเดือนแรกของการสังเกต Webb จะเริ่มโครงการ Early Release Science หลายชุด สิ่งเหล่านี้จะใช้คุณสมบัติทุกอย่างของเครื่องมือทุกชิ้นเพื่อดูเป้าหมายอวกาศที่หลากหลาย รวมถึงทุกอย่างตั้งแต่ดาวพฤหัสบดีไปจนถึงดาราจักรที่อยู่ห่างไกล และตั้งแต่การก่อตัวดาวไปจนถึงหลุมดำและดาวเคราะห์นอกระบบ
ถึงกระนั้น แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังต้องการภาพที่สวยงาม
“ฉันตื่นเต้นมากที่จะได้เห็นภาพแรกเหล่านั้น เพียงเพราะพวกเขาจะต้องตื่นตาตื่นใจ” สมิธกล่าว “เท่าที่ฉันรักวิทยาศาสตร์ มันก็สนุกที่จะโอ้และอาห์” สล็อตแตกง่าย
