במלחמת העולם השנייה גילו שני הצדדים מטוסים וספינות של האויב על ידי החזרת מיקרוגלים מהם. זה היה השימוש הראשון במכ"ם, שיטה שהפכה לאחד הכלים החזקים ביותר לחקר פלנטות אחרות. חוקרי הפלנטות החלו להשתמש בשיטה רק בשנות ה-60, כשהבינו שאפשר לחקור בעזרתה גם גופים רחוקים מאוד, כמו פלנטות ואסטרואידים. בעזרת טלסקופי רדיו גדולים, כמו ארסיבו בפוארטו ריקו, המדענים משדרים אות מכ"ם, ואחר כך קולטים את ההד שחוזר מהגוף. (לצערנו, הטלסקופ המפורסם הזה קרס ב-2020, והוא כבר אינו פעיל.) מכ"ם (באנגלית radar, ראשי תיבות של Radio Detection and Ranging – גילוי ומדידת מרחק ברדיו) משתמש בגלים אלקטרומגנטיים שאורכם בין סנטימטר למטר (או, באותה משמעות, בתדרים שבין 300 מגה-הרץ ל-30 גיגה-הרץ). מכיוון שאורכי הגל האלה ארוכים בהרבה מאלה של אור נראה, המכ"ם מסוגל "לראות" דרך עננים או שכבות אבק שמונעות תצפית באור נראה.
השימוש הפשוט ביותר במכ"ם הוא מדידת מרחק: מודדים כמה זמן לוקח לאות להגיע לגוף אחר ולחזור. בעזרת מהירות האור אפשר לחשב מכאן כמה רחוק הגוף. כך השתמשו במכ"ם כדי לדייק את המרחק בין כדור הארץ לשמש, שמגדיר את היחידה האסטרונומית. מדידת הגובה של פני פלנטה היא שימוש דומה. כך הכינה החללית מגלן מפות טופוגרפיות של נוגה.
באדיבות NASA/JPL
כשמחזירים אות מכ"ם מגוף מסתובב, אפשר למדוד את זמן הסיבוב שלו. דמיינו, למשל, אסטרואיד מסתובב. צד אחד שלו נע לכיווננו, והצד השני מתרחק. ההדים משני הצדדים יוסטו באפקט דופלר לכיוונים מנוגדים: אורך הגל של ההד מהצד המתקרב יהיה קצר יותר, ואורך הגל של ההד מהצד המתרחק יהיה ארוך יותר. לפי מידת ההתפרשות של אורכי הגל בהד, אפשר למדוד כמה מהר האסטרואיד מסתובב. המדענים השתמשו בשיטה הזו כדי למדוד את קצב הסיבוב של אסטרואידים רבים, הן קרובים לכדור הארץ והן בחגורה הראשית.
תכונות פני השטח של גוף קובעות איזה חלק מאות המכ"ם יוחזר. למשל, אם אזור מחוספס מאוד, אות המכ"ם יוחזר מכמה משטחים ויתפזר לכיוונים שונים לפני שיחזור לבסוף אל הצופה. אפשר לזהות את זה בהד. בתמונת מכ"ם, משטח מחוספס ייראה כאזור בהיר. גם ההרכב של חומרי פני השטח יכול להשפיע על עוצמת ההד. לכן קשה לפרש תמונות מכ"ם. הן שונות מהתצלומים שאנחנו רגילים להסתכל עליהם: כתם בהיר בתמונת מכ"ם אינו אומר שהאזור בהיר למראה או בהיר בצבעו. בדרך כלל הוא מייצג אזור מחוספס, אבל הבהירות במכ"ם יכולה לנבוע גם מהבדלים כימיים או פיזיקליים בחומרים שעל פני השטח.
באדיבות NASA/JPL
המכ"ם הוא הדרך היחידה "לראות" דרך האטמוספירה העבה של שכנתנו נוגה. החללית מגלן של נאס"א השתמשה במכ"ם כדי ליצור מפה טופוגרפית מפורטת של הפלנטה. מלבד מדידת הגובה של פני השטח, תמונות המכ"ם הראו גם מכתשים, הרים, זרמי לבה ותצורות טקטוניות. חומר בהיר במכ"ם נמצא סביב מכתשי פגיעה ועל פסגות ההרים הגבוהים. החומר שנפלט מהמכתשים בהיר כנראה משום שהוא מחוספס, ואילו ההרים מכוסים כנראה בחומר שמחזיר את גלי המכ"ם באופן שונה בגלל הרכבו.
כשכיוונו אותות מכ"ם אל מרקורי, קיבלו המדענים הפתעה מהפלנטה הקרובה ביותר לשמש: ההדים מאזורי הקטבים היו אופייניים לקרח! מיפוי מכ"ם מאוחר יותר מצא מרבצי קרח במכתשים שבקטבים, שנמצאים בצל תמידי. הדמיית מכ"ם שימשה לחקר גופים רבים נוספים: שביטים, הטבעות של שבתאי והירחים הגליליים של צדק, למשל. מודלים של צורות אסטרואידים, שנבנו מנתוני מכ"ם, חשפו צורות יוצאות דופן, ואפילו אסטרואידים כפולים. גם לוויינים משתמשים במכ"ם כדי לחקור את פני כדור הארץ עצמו – את מזג האוויר, את האוקיינוסים ואת החקלאות.
→ הסעיף הקודם: 6.30 הרים ובקעים | הסעיף הבא: 6.32 מדידת מרחק וגובה בלייזר ←