ב-1956 עצר שוטר תנועה קנדי מכונית שנסעה מעל המהירות המותרת. כשהשוטר הציג לנהג העבריין את מהירות הנסיעה שתיעד אקדח הרדאר שבידו, אמר לו הנהג, "חי אלוהים! לו הייתי יודע מה יעשו עם זה, לא הייתי ממציא אותו!". אבל האמת היא שהנהג, סר רוברט ווטסון-ואט (Watson-Wat), לא המציא את המכ”ם. עם זאת, הוא מילא תפקיד מרכזי בהפיכתו להמצאה יישומית, תרם רבות לניצחון של בעלות הברית במלחמת העולם השנייה וקיבל בצדק את תואר האבירות שהוענק לו.
10 צפייה בגלריה
מערכת המכ"ם האסטרטגית של צבא ארצות הברית
מערכת המכ"ם האסטרטגית של צבא ארצות הברית
מערכת המכ"ם האסטרטגית של צבא ארצות הברית
(צילום: מתוך ויקיפדיה)

גלים חסרי תועלת

ב-1887, חמש שנים לפני שווטסון-ואט נולד, היה הפיזיקאי הגרמני היינריך הרץ (Hertz) בעיצומה של סדרת ניסויים שהמחישו את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים. הוא ניסה להוכיח את התיאוריה של הפיזיקאי הסקוטי ג’יימס מקסוול (Maxwell), שחזה את קיומם של גלים כאלה, ואכן הצליח לזהות גלים, שכיום אנו יודעים שהם גלי רדיו. הוא אף הראה שהם מתנהגים כמו גלי אור ומתקדמים במהירות האור, כמו שמקסוול חזה. הרץ גם שם לב כי אף שחומרים מסוימים בולעים את הגלים האלה, כשהם פוגעים במשטחי מתכת הם נהדפים ומוחזרים מהם.
הרץ היה מדען גדול, אבל טעה לגמרי בהערכת חשיבותם של הגלים האלה, כשקבע שאין לממצאיו שום שימוש מעשי. זאת הייתה כנראה אחת התחזיות המדעיות השגויות ביותר בהיסטוריה. לקרינה אלקטרומגנטית יש חשיבות עצומה בחיינו: אנו עושים אבחון רפואי בקרני רנטגן, רואים בחושך בקרינה תת-אדומה, מבשלים בגלי מיקרו, מתקשרים בגלי רדיו ועוד כהנה וכהנה. כל אלה סוגים של אותה קרינה, הנבדלים זה מזה בתדירות ובאורך הגל. גלי הרדיו שהרץ חקר, ושתקופה מסוימת נקראו על שמו "גלים הרציאניים", הם הגלים הארוכים ביותר בספקטרום האלקטרומגנטי, והאנרגיה שלהם היא הנמוכה ביותר, לכן די קל ליצור אותם.
תיעוד מתקיפת מכ"ם הגילוי והמשגרים באיראן
(צילום: דובר צה"ל)


שנים אחדות בלבד לאחר תגליתו של הרץ כבר הצליחו ממציאים חרוצים להפוך את הגלים האלה לכלי שימושי, עם פיתוח מקלטים - מכשירים שקולטים את גלי הרדיו ומתרגמים אותם לסימן אחר, כמו קול או אור. אחד מהם היה הפיזיקאי אלכסנדר פופוב (Popov), מרצה וחוקר באקדמיה של הצי הרוסי בסנקט פטרבורג. תפקידו הצבאי מנע ממנו לרשום פטנט על הפיתוח, ומי שכן עשה זאת היה הממציא האיטלקי גוליילמו מרקוני (Marconi), שעבד בנפרד, נחשב לאבי התקשורת האלחוטית וגם קיבל ב-1909 פרס נובל בפיזיקה על תרומתו לתחום.
גם בלי לזכות בתהילה, פופוב רשם כמה צעדים גדולים שהובילו את התחום קדימה. הוא התקין משדרים ומקלטים בבסיסים של הצי הרוסי, ובהמשך על ספינות, ואיפשר תקשורת אלחוטית ממרחק עשרות קילומטרים. ב-1897 במהלך ניסויים בתקשורת אלחוטית בין שתי ספינות, הוא הבחין כי ספינה שלישית שעברה ביניהן שיבשה את תקשורת הרדיו. פופוב זיהה את האפשרות לגלות כלי שיט באמצעות גלי רדיו, והיה הראשון בהיסטוריה שעשה את זה, אבל הוא הסתפק בזה ולא פעל ליישום הרעיון.
10 צפייה בגלריה
צעדים חלוציים. אלכסנדר פופוב, הראשון שחזה את היכולות של שימוש בגלי רדיו לזיהוי כלי שיט (מימין) ורוברט ווטסון-ואט, שהוביל את פיתוח מערכת המכ"ם היישומית הראשונה
צעדים חלוציים. אלכסנדר פופוב, הראשון שחזה את היכולות של שימוש בגלי רדיו לזיהוי כלי שיט (מימין) ורוברט ווטסון-ואט, שהוביל את פיתוח מערכת המכ"ם היישומית הראשונה
צעדים חלוציים. אלכסנדר פופוב, הראשון שחזה את היכולות של שימוש בגלי רדיו לזיהוי כלי שיט (מימין) ורוברט ווטסון-ואט, שהוביל את פיתוח מערכת המכ"ם היישומית הראשונה
(צילומים: ויקיפדיה, נחלת הכלל)

מניעת התנגשויות

כמה שנים לאחר מכן עשה המהנדס הגרמני כריסטיאן הילסמאייר (Hülsmeyer), ניסויים בגלים שגילה הרץ - כנראה בלי שהכיר את עבודתו של פופוב. הוא ידע שהגלים מוחזרים מעצמים מתכתיים וחשב להיעזר בעיקרון הזה לפיתוח מערכת למניעת התנגשויות בין כלי שיט. ב-1904 הוא רשם פטנט על מערכת שקרא לה “טלמובילוסקופ” (Telemobiloscope) – כלומר "ראייה מרחוק של תנועה".
טכנולוגיית הרדיו לתקשורת התפתחה במהירות בראשית המאה העשרים, אבל השימוש בגלי רדיו לאיתור מרחוק נותר רעיון תיאורטי בעיקרו, בין השאר בשל קשיים טכניים ביישומו. ההתקדמות הגיעה בשנות העשרים של המאה, עם פיתוחו של המגנטרון - רכיב המבוסס על שפופרת ריק שמייצר גלי מיקרו בעוצמה גבוהה, למרות גודלו הזעיר. מגנטרון הוא כיום מרכיב מרכזי בתנורי מיקרוגל, שמנצלים את הקרינה הזאת לחימום מזון. אבל מכיוון שגלי מיקרו הם תדר מסוים של גלי רדיו, הפיתוח החדש איפשר לשכלל את משדרי הרדיו ולהקטין את גודלם.
10 צפייה בגלריה
רכיב מפתח בהתקדמות טכנולוגיית הזיהוי בעזרת גלי רדיו. מגנטרון שיוצר עבור מכ"ם של נמל תעופה ב-1947
רכיב מפתח בהתקדמות טכנולוגיית הזיהוי בעזרת גלי רדיו. מגנטרון שיוצר עבור מכ"ם של נמל תעופה ב-1947
רכיב מפתח בהתקדמות טכנולוגיית הזיהוי בעזרת גלי רדיו. מגנטרון שיוצר עבור מכ"ם של נמל תעופה ב-1947
( מקור: Tele-Tech magazine, Wikipedia, Public domain )

ברקים ומטוסים

בתחילת שנות השלושים עשו גופים ומדינות במאמצים לפיתוח מערכת לגילוי מטוסים באמצעות גלי רדיו. אבל ההתקדמות המשמעותית הגיעה מעבודתו של רוברט ווטסון-ואט.
ווטסון-ואט נולד בסקוטלנד ב-1892. בגיל 20 סיים בהצטיינות לימודי הנדסה באוניברסיטה בדאנדי, ונשאר שם כעוזר מחקר לאחר שהשלים לימודים בפיזיקה של גלי רדיו. במלחמת העולם הראשונה ביקש לתרום מידיעותיו למשרד המלחמה, אך לא נמצא לו תפקיד מתאים. הוא מצא את עצמו בלשכה המטאורולוגית, שהתעניינה ברעיונותיו על חיזוי סופות רעמים באמצעות גלי רדיו כדי לספק התרעה לטייסים. כאן לא היה מדובר בטכנולוגיית מכ”ם, אלא בקליטת גלי הרדיו שנוצרים בעקבות ברקים, וחישוב המרחק של הסופה וכיוון תנועתה. הוא המשיך במלאכה גם אחרי המלחמה. ב-1933, מונה ווטסון-ואט לאחראי על מחלקת הרדיו של המעבדה הבריטית הלאומית לפיזיקה, ואף כתב דו”ח על השימוש האפשרי בגלי רדיו לגילוי מטוסים.
ב-1934 הגיעו למשרד האוויריה הבריטי דיווחים שלפיהם גרמניה הנאצית מפתחת "קרן מוות" אלקטרומגנטית שתוכל לשרוף טייסים בריטים במטוסיהם ממרחק רב. ווטסון-ואט התבקש לחוות דעה בעניין, ובתור מומחה לרדיו, הראה בכמה חישובים שדבר כזה לא ייתכן. עם זאת הוא ניצל את ההזדמנות להציג שוב את הרעיון שהעלה בעבר, זיהוי מטוסים מרחוק באמצעות גלי רדיו. הפעם ההצעה הגיעה לאוזניים קשובות, והוא קיבל הזדמנות לארגן הדגמה.
בפברואר 1935 הגיע נציג של משרד האוויריה להדגמה חשאית. ווטסון-ואט השתמש במשדרי רדיו של רשות השידור הבריטית, BBC, והציב במרכז אנגליה שתי תחנות קרקע לקליטת האותות. באמצעות ההפרעות בקליטה הוא הצליח לזהות מפציץ שנשלח לטוס באזור. כמה חודשים לאחר מכן הצוות כבר הדגים זיהוי מטוס ממרחק של 25 קילומטר. ההישג הזה הספיק עבור משרד ההגנה כדי לזנוח את היוזמה המתחרה - פיתוח מקלטי קול ארוכי טווח כדי לזהות מרחוק רעש של מטוסים מתקרבים - ולהשקיע בפיתוח טכנולוגיות המכ”ם.

האנטנות שהצילו את בריטניה

תוך זמן לא רב, מכשירי המכ”ם כבר הצליחו לזהות מטוסים ממרחק של מאה קילומטר ויותר. בעקבות זאת הוקמה לאורך החופים המזרחיים והדרומיים של האי הבריטי שרשרת של מגדלי אנטנות שקיבלה את הכינוי Chain Home. המשדרים הותקנו על מגדלים שהגיעו לגובה של כ-120 מטרים, כדי שאותותיהם יגיעו רחוק. המקלטים הותקנו על אנטנות סמוכות, מעט נמוכות יותר. את המערך השלימו חדרי האזנה שבהם עקבו חיילות וחיילים אחר פענוח האותות, ומערך של קווי טלפון ישירים שאפשרו להקפיץ בזמן אמת את הטייסות הרלוונטיות כדי ליירט מטוסי אויב מתקרבים. בזכות המערך הזה הצליחה בריטניה להתמודד עם העדיפות המספרית של מטוסי חיל האוויר הגרמני, הלופטוואפה, במהלך התקפות האוויר הגרמניות האינטנסיביות במהלך מלחמת העולם השנייה, שנודעו בשם “הקרב על בריטניה”.
10 צפייה בגלריה
מגדלים מתריעים באוויר. תחנת Chain Home בפולינג שבמחוז סאסקס ב-1945. המגדלים הגבוהים משמאל הם מגדלי השידור, והנמוכים יותר מימין מרכיבים את מערך הקליטה
מגדלים מתריעים באוויר. תחנת Chain Home בפולינג שבמחוז סאסקס ב-1945. המגדלים הגבוהים משמאל הם מגדלי השידור, והנמוכים יותר מימין מרכיבים את מערך הקליטה
מגדלים מתריעים באוויר. תחנת Chain Home בפולינג שבמחוז סאסקס ב-1945. המגדלים הגבוהים משמאל הם מגדלי השידור, והנמוכים יותר מימין מרכיבים את מערך הקליטה
(צילום: Royal Air Force, Public domain)
המערכת הבריטית כונתה RDF, ראשי תיבות של Range and Direction Finding – מציאת טווח וכיוון. המונח מכ”ם, או באנגלית רדאר (RADAR, ראשי תיבות של RAdio Detection And Ranging) נולד בארצות הברית ב-1940 ומשם הופץ בכל רחבי העולם.
במקביל לפיתוח הבריטי עבדו גם ארצות הברית, ברית המועצות, גרמניה, יפן, צרפת ומדינות נוספות על פיתוח מערכות מכ”ם משלהן. המערכת הבריטית הייתה הראשונה שנכנסה לפעילות מבצעית, והוכיחה את עצמה בשדה הקרב. הצלחתה של מערכת Chain Home היתה כבירה, אבל קצרת ימים. כבר בעיצומה של מלחמת העולם השנייה היא הוחלפה במערכות מתקדמות ומשוכללות יותר, והבריטים דהרו קדימה, בין השאר לפיתוח מכ”ם קטן מספיק שיוכל להיות במטוסים עצמם, להתריע על כלי טיס מתקרבים ולתת לטייסיהם יתרון בקרב אוויר. ווטסון-ואט עצמו קיבל ב-1942 תואר אבירות והפך לסר רוברט.
10 צפייה בגלריה
המערך שניצח בקרב על בריטניה. חיילות חיל האוויר בוחנות את מסלולם של מטוסים גרמניים באמצעות המכ"ם, והקצינה מדווחת בטלפון לטייסות ההגנה
המערך שניצח בקרב על בריטניה. חיילות חיל האוויר בוחנות את מסלולם של מטוסים גרמניים באמצעות המכ"ם, והקצינה מדווחת בטלפון לטייסות ההגנה
המערך שניצח בקרב על בריטניה. חיילות חיל האוויר בוחנות את מסלולם של מטוסים גרמניים באמצעות המכ"ם, והקצינה מדווחת בטלפון לטייסות ההגנה
(צילום: Royal Air Force, Public domain)
ב-1944, לקראת סיום המלחמה הכניסה גרמניה הנאצית לשימוש נשק חדש ומהפכני: טילי V2, שהיו הטילים הבליסטיים הראשונים. טווח הטילים הגיע לכמה מאות קילומטרים, עם ראש נפץ של מאות קילוגרמים. הם היו מאוד לא מדויקים, אבל מהירים עד כדי כך שמערכות המכ”ם - שנועדו לגילוי מטוסים איטיים מלפני עידן הסילון - פשוט לא הצליחו להתמודד איתם. תדירות האותות שנשלחו מהמכ”ם לא הייתה גבוהה מספיק כדי לזהות את הטילים. בעקבות זאת לא רק שלא הייתה אפשרות להפעיל בזמן מערכות יירוט, שממילא לא היו אז, אלא אפילו לא יכלו להתריע מראש כדי שמפעילי הצופרים ישמיעו אזעקה. כך שהטילים נפלו על לונדון בלי שהתושבים קיבלו שום אזהרה מוקדמת.

שכבת ההגנה הראשונה

כיום, יותר מתשעים שנה אחרי פיתוח המכ”ם הראשון, מערכות המכ”מ השתכללו מאוד אבל העיקרון נותר ללא שינוי. מכ”ם מורכב ממערכת שמשדרת אותות בתדר מסוים, או כמה תדרים, מערכת שנייה שקולטת את האותות החוזרים, ומרכיב שמעבד את המידע. בימי מלחמת העולם השנייה היו אלה חיילות וחיילים עם אוזניות; כיום משתמשים לשם כך כמובן במערכות מחשב שמנתחות את המידע תוך שברירי שנייה.
המכ”מים של היום קלים וקטנים, ולא חייבים להיות מעוגנים לקרקע. אפשר להתקין מכ”מים על בלוני תצפית, במטוסים וגם בלוויינים. מכ”מים גדולים יותר אפשר להטעין על משאיות, ולמקם אותם בשעת הצורך במקומות אסטרטגיים. רוב המכ”מים פועלים באורכי גל ארוכים יחסית, שאינם נבלעים בעננים, כך שהם יעילים בכל מזג אוויר, וכמובן אינם מושפעים מתנאי תאורה.
כשטיל משוגר ממקום כלשהו בעולם, למשל מאיראן, התנועה המהירה שלו, ולפעמים גם חתימת החום, מזוהה במכ”מים לווייניים, קרקעיים ואחרים של מערך ההגנה האווירית. מעקב רציף אחרי הטיל מאפשר לחשוב את מהירותו ומסלולו, וכך לתת התרעה למי שנמצאים באזור הפגיעה המשוער שלו התרעה מוקדמת, די הרבה זמן לפני שהטיל מגיע. כשהשיגור נעשה מרחוק מאוד, ההתרעה הראשונית אינה מדויקת, שכן המסלול שלו עלול להשתנות בהשפעת רוחות, תנאים אטמוספריים אחרים או תקלות בטיל. יש גם טילים שיכולים לעשות תיקוני מסלול במהלך הטיסה, וכך לשנות עוד את מיקום הפגיעה הסופי. לכן האזורים שבהם מופעלות אזעקות ממש לפני הנפילה, לא בהכרח חופפים לאלה שקיבלו את ההתרעה המוקדמת.
באופן אידיאלי, טיל שזוהה במכ”ם כלל לא יגיע ליעדו, אלא ייורט בדרך. לשם כך יש לישראל כמה מערכות הגנה אווירית המבוססות על טילי יירוט: חץ 3, חץ 2, קלע דוד וכיפת ברזל, וכן מערכת הלייזר “אור איתן”, שמיועדת למטרות קרובות.
הזיהוי הראשוני במכ”ם מאפשר לזהות לא רק את כיוון הטיל ומהירותו, אלא גם להעריך את סוג הטיל, לפי גודלו ומסלולו, ולהתאים את מערכת היירוט לתכונות הטיל. מערכת חץ 3, למשל, מותאמת לטילים גדולים ויכולה ליירט מחוץ לאטמוספרה, ואילו כיפת ברזל פועלת נגד טילים קטנים בטווחים קרובים.
10 צפייה בגלריה
מכ"ם "אורן ירוק" של מפעל אלתא בתעשייה האווירית
מכ"ם "אורן ירוק" של מפעל אלתא בתעשייה האווירית
מכ"ם "אורן ירוק" של מפעל אלתא בתעשייה האווירית
(צילום: אלתא מערכות)
גם טילי היירוט מסתמכים על נתוני מכ”ם, ומכוונים את עצמם לפיהם, בעזרת מערכות המחשב, כדי לפגוש את טיל המטרה, להתפוצץ לידו ולהשמידו. השאיפה היא להשמיד את הטילים כמה שיותר מוקדם, כשהם רחוקים ממטרתם, כדי להפחית את הסכנה ששברי הטילים והמיירטים יפגעו בשטח מיושב. מכיוון שטילי ההגנה האווירית יקרים מאוד, מפעילי מערכות ההגנה עשויים לוותר על יירוט אם ברור שטיל האויב יפגע בשטח פתוח ואינו צפוי לגרום נזק.
מכ”מים עוקבים גם אחרי איומים נוספים, ובראשם כלי טיס בלתי מאוישים, ובקיצור כטב”מים. הם אומנם טסים הרבה יותר לאט מטילים, אבל יכולים לשנות מסלול, לטוס קרוב לפני הקרקע, ולחמוק מכלי טיס שרודפים אחריהם. לכן היירוט שלהם קשה יותר לפעמים, והמעקב באמצעות מכ”ם הוא אמצעי חיוני במיוחד למתן התרעות שוטפות על התקרבותם לתושבים ולכוחות שנמצאים במסלולם.
איום נוסף הוא טילי שיוט, שאינם טסים במסלול בליסטי קשתי אלא במקביל לקרקע, ולעיתים במהירות גבוהה מאוד. גם להם יש כושר תמרון רב למדי, וגם נגדם יש מענה באמצעי יירוט. והמענה מתחיל גם כאן בזיהוי יעיל באמצעות מכ”מים.
10 צפייה בגלריה
מערכות ההגנה האווירית
מערכות ההגנה האווירית
כיפת ברזל בפעולה
(צילום: דובר צה"ל)
10 צפייה בגלריה
מכ"ם ההגנה האווירית הישראלי, שמשמש גם את מערכת כיפת ברזל, בדרך לצ'כיה ולנאט"ו
מכ"ם ההגנה האווירית הישראלי, שמשמש גם את מערכת כיפת ברזל, בדרך לצ'כיה ולנאט"ו
מכ"ם ההגנה האווירית הישראלי, שמשמש גם את מערכת כיפת ברזל
(צילום: תעשייה אווירית)
איך קורה שטילים פוגעים כל זאת ביעדים בישראל, למרות שכבות ההגנה הרבות? האויבים למדו למשל לשגר את הטילים שלהם במטחים גדולים, שמקשים על מערכות היירוט להתמודד עם כולם בעת ובעונה אחת. לעיתים טיל היירוט מחטיא את מטרתו, או שמתרחשת בו תקלה, או שקורות טעויות אנוש של האחראים על בקרת היירוט הממוחשבת. כך או כך, מערכות המכ”ם מספקות כמעט תמיד את שכבת ההגנה הבסיסית ביותר - ההתרעה.

להפחית את החתימה

מכ”מים אינם מושלמים, כמובן. בעשרות השנים האחרונות פותחו טכניקות שמאפשרות למטוסים לחמוק מזיהוי במכ”ם, באמצעות רתימה של חוקי הפיזיקה. מטוסים כאלה בנויים למשל ממשטחים שמסיטים את גלי הרדיו לכיוון אחר, ואינם מחזירים אותם; חלקם מצופים בחומרים שבולעים את הגלים, או יוצרים התאבכות הורסת שמעלימה אותם; אזורים רגישים בהם מכוסים רשתות מיוחדות שמסננות את גלי הרדיו; ועוד. הטכניקות האלה מפחיתות את חתימת המכ”ם של המטוס, וגורמות לכך שמטוס שגודלו עשרות מטרים ומשקלו כמה טונות ייראה במכ”ם כעצם בגודל של ציפור.
10 צפייה בגלריה
המראת מטוס קרב מסוג ״אדיר״ (F-35i) לתקיפות באיראן
המראת מטוס קרב מסוג ״אדיר״ (F-35i) לתקיפות באיראן
המראת מטוס קרב מסוג ״אדיר״ (F-35i) לתקיפות באיראן
(צילום: דובר צה"ל)
מפתחי המכ”מים אינם קופאים על השמרים ומפתחים כל הזמן טכניקות נגד שנועדו לזהות גם מטוסים חמקנים. בין השאר אפשר למצוא מכ”מים שמשדרים וקולטים כמה אורכי גל בו-זמנית, בשעה שתכונת החמקנות מוגבלת על פי רוב לטווח קטן יחסית של אורכי גל. יש גם מכ”מים שמשתמשים בכמה תחנות קרקע שמשדרות מכיוונים שונים, מה שמגדיל את הסיכוי לחשוף כלי טיס חמקני. ויש גם מכ”מים סבילים, שאינם משדרים אותות אלא רק קולטים את ההחזר של אותות רקע מהסביבה, כמו שידורי רדיו וטלוויזיה, תקשורת סלולרית ועוד. למערכות כאלה יש מגבלות רבות, והן יעילות רק בסביבה עתירת שידורים. בין יתרונותיהם נמצאת העובדה שהן הרבה פחות חשופות לתקיפה והשמדה, שכן בלי שישדרו אותות הרבה יותר קשה לאתר את מקומם.

עולים על הגלים

מכ”מים הם מרכיב חשוב במערכות הגנה אווירית, אבל בימינו יש להם עוד מגוון רב של שימושים אחרים. מטוסים וספינות מצוידים במכ”מים שמאפשרים להם לזהות כלי שיט או כלי טיס אחרים בסביבה, למנוע התנגשויות ולסייע בניווט. גם מכוניות אוטונומיות ומערכות בטיחות של מכוניות רגילות משתמשות במכ”מ שמחשב את המרחק מכלי רכב או עצמים אחרים ומתריע על סכנת התנגשות.
מכ”מים באורכי גל מתאימים יכולים “לראות” עננים, ותופעות אטמוספריות מסוימות, וכיום הם הפכו לכלים חשובים בחיזוי מזג אוויר, בעיקר באמצעות לוויינים. מכ”מים שמכוונים לחלל מסייעים בהגנה פלנטרית - איתור אסטרואידים שעלולים להתנגש בכדור הארץ ומעקב אחר מסלוליהם של אסטרואידים שאנו כבר מכירים – וגם לזיהוי פסולת חלל ומעקב אחריה. מכ”מים חודרי קרקע משמשים למחקר גיאולוגי ולאיתור חללים תת-קרקעיים, או אפילו מים תת-קרקעיים במאדים. לשם כך משתמשים בגלי מיקרו שחודרים לקרקע, עד שהם מוחזרים משכבה בלתי עבירה. בנוסף, הגלים מתקדמים במהירות שונה בכל תווך, לכן מדידת הפרשי הזמן של חזרת כל הגלים מאפשרת למפות את השכבות התת-קרקעיות.
מכ”מים לטווח קצר נמצאים בשימוש גם ברפואה: למשל משגוח (מוניטור) שבוחן את העלייה והירידה של בית החזה של מטופלים, ויכול למדוד את קצב הנשימה שלהם בלי מגע פיזי.
10 צפייה בגלריה
המעטה הכדורי חדיר לקרינה ומגן על אנטנה שמשמשת למעקב אחר סערות. המכ"ם של תחנת חיזוי מזג אוויר בטמפה, פלורידה
המעטה הכדורי חדיר לקרינה ומגן על אנטנה שמשמשת למעקב אחר סערות. המכ"ם של תחנת חיזוי מזג אוויר בטמפה, פלורידה
המעטה הכדורי חדיר לקרינה ומגן על אנטנה שמשמשת למעקב אחר סערות. המכ"ם של תחנת חיזוי מזג אוויר בטמפה, פלורידה
( צילום: NOAA)
מכ”מים לא חייבים לעבוד רק על גלי רדיו. מכשיר לידר (LiDAR), למשל, ששמו הוא ראשי תיבות של Light Detection And Ranging (איתור וקביעת טווח באמצעות אור) פועל בדיוק כמו מכ”מ, אך מבוסס על אור נראה. מכשירים כאלה משתמשים במקרים רבים בקרן לייזר לצורכי מיפוי, מדידת מרחק מעצמים ועוד.
מכ”מים אפילו לא חייבים לעבוד על קרינה אלקטרומגנטית. מכשירי סונאר (SONAR; קיצור של Sound Navigation and Ranging, כלומר ניווט וקביעת טווח באמצעות קול), גם הם למעשה מכ”מים, אך הם פועלים על גלי קול ומשמשים לניווט ומיפוי מתחת לפני המים, וגם לאיתור צוללות וכלי שיט אחרים. למעשה, טכנולוגיית הסונאר נכנסה לשימוש עוד לפני המכ”ם, ופיתוחה החל כבר במלחמת העולם הראשונה.
שימוש דומה בגלי קול החל למעשה הרבה קודם לכן, עוד לפני שבני אדם בנו כלי שיט, או היו קיימים. בעלי חיים מסוימים, בהם עטלפים ויונקים ימיים, משתמשים בהחזר גלי הקול שהם פולטים כדי לנווט בחשיכה, להימנע מהתנגשויות ואפילו לאתר טרף.
בני אדם פיתחו שימוש נוסף בגלי קול בתדר גבוה במיוחד – דימות רפואי. בדיוק כמו במכ”ם חודר קרקע, הגלים ששולח מכשיר האולטרסאונד עוברים בקצב שונה דרך רקמות שונות, וניתוח ממוחשב של ההחזר שלהם מאפשר למפות את מה שקורה בתוך גופנו, לעקוב אחרי התפתחות עוברים ברחם ולביצוע מגוון רחב של בדיקות רפואיות.
כל הטכנולוגיות האלה, ועוד רבות אחרות בשימוש האדם, פועלות בדיוק על אותו עקרון של המכ”ם – שידור גלים ומדידת ההחזר שלהם. כמו טכנולוגיות רבות, ההתקדמות בפיתוח של המכ”ם הייתה תוצאה של צורך צבאי, ובמקרה זה היא תרמה לפיתוחים רבים שמשרתים את האנושות ומצילים חיים יותר מאשר תורמים לסיומם. גם התרעות ההגנה האווירית מצילות חיים - אנא השמעו להן.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע