Pada malam yang paling cerah sekalipun, yakni pada saat langit hitam membeledu dan bintang berkelap-kelip bagaikan permata, kerap kali orang tak dapat melakukan pengamatan serius. Santir-santir bintang menari-nari bagaikan kutu, dan tanda-tanda pada permukaan planet menjadi kabur. Para ahli astronomi menyebut keadaan itu “ketampakan buruk”. Keadaan ini sampai tahap tertentu dapat dihindari dengan mendirikan observatorium di puncak gunung di daerah kering. Di situ jarang ada awan dan kebanyakan golakan atmosfer berada di bawahnya. Tetapi di tempat paling baik pun, ketampakan buruk membatasi kemampuan teleskop yang paling peka.

Akibat ketampakan buruk, mata telanjang manusia masih menempati tempat terhormat dalam astronomi keplanetan. Pemotretan sebuah planet, walaupun dilakukan dengan teleskop besar, memerlukan waktu pencahayaan yang agak panjang dan selama itu golakan atmosfer mengaburkan santir dan melenyapkan ditil-ditil halus. Tetapi mata manusia yang mampu melihat dalam sekejap dapat mengamati planet dari belakang teleskopnya malam demi malam dengan menantikan saat-saat langka ketika atmosfer kebetulan terang. Pada saat sekejap yang memesonakan permukaan planet menjadi luar biasa jelasnya. Tanda-tanda yang menggoda tiba-tiba saja terlihat dan dengan cepat lenyap kembali. Bila pengamat cukup ahli dan terlatih, ia dapat membuat corat-coret yang menggambarkan beberapa tanda sebelum lenyap.

Bahkan andaikata atmosfer itu selalu dalam keadaan terang sepenuhnya, kita tetap terhalang olehnya. Udara pada hari cerah tampak tembus pandang karena mata hanya peka untuk mengindra gelombang tertentu dari raidasi elektromagnetik – yaitu gelombang cahaya kasat mata – yang tidak diserap atmosfer. Terhadap lain-lain jenis radiasi, atmosfer sama kedapnya dengan asap tebal. Ahli astronomi menggambarkan keadaan itu dengan kata-kata yang agak aneh, yakni bahwa cahaya yang dilihat oleh mata ini telah melewati “jendela cahaya kasat mata” di dalam atmosfer.

Atmosfer dapat dibayangkan sebagai dinding kedap yang dipasang melingkupi seluruh spektrum gelombang elektromagnetik. Pada dinding itu terdapat berbagai lubang atau jendela yang masing-masing cocok dengan gelombang tertentu pada berbagai spektrum. Salah satu jendela itu dapat dilewati cahaya kasat mata; jendela lain melewatkan sekelompok gelombang inframerah. Gelombang yang jatuh pada bagian di antara jendela tak dapat lewat.

Aneka cahaya dideteksi dan direkam oleh para ahli astronomi berkat teknik yang secara kasar menyerupai cara mata menanggapi cahaya kasat mata. Tetapi atmosfer memiliki suatu jendela lain yang lebar. Jendela ini dilewati oleh gelombang yang harus diperlakukan dengan cara lain. Tidak ada makhluk bumi yang dengan organ indra alamnya memanfaatkan gelombang tersebut, karena demikian panjang sehingga merupakan gelombang radio dan harus “dilihat“ dengan alat penerima radio.

Pada tahun 1931 seorang ahli fisika Amerika, Karl Jansky, menyelidiki suatu macam derau radio atau statik yang mengganggu komunikasi jarak jauh. Derau itu disebabkan oleh radiasi yang dikenal panjang gelombangnya tetapi ternyata berasal dari luar atmosfer. Penemuan Jansky ini merupakan awal astronomi radio. Kini astronomi radio merupakan teknik yang hampir sama pentingnya dengan pengamatan astronomi melalui jendela kasat mata dan jendela sinar inframerah.

Tidak semua gelombang radio dari antariksa dibiarkan oleh jendela radio dalam atmosfer untuk mencapai permukaan bumi. Gelombang mikro yang panjang gelombangnya kurang dari satu senti meter (yang digunakan dalam radar) diserap oleh uap air dalam atmosfer. Gelombang yang lebih panjang daripada sekitar 15 meter akan dipantulkan kembali ke antariksa oleh lapisan bermuatan listrik yang membelokkan gelombang radio buatan manusia mengikuti kelengkungan bumi. Tetapi radiasi antara satu senti meter dan 15 meter dapat melewati jendela radio, dan radiasi ini membawa beraneka ragam informasi yang tak dapat diperoleh dari astronomi optis.

Teleskop radio pada dasarnya berbeda dengan teleskop optis. Teleskop radio yang diarahkan ke suatu planet atau benda lainnya tidak membentuk santir benda itu. Biasanya teleskop ini memusatkan gelombang radio dari planet secara keseluruhan ke detektor sehingga intensitas radiasinya pada berbagai saat dapat dicatat dalam bentuk yang mudah ditelaah, misalnya berupa garis berkelok-kelok pada pita kertas yang bergeser. Kerap kali teleskop terpasang diam dan rotasi bumilah yang menyapukannya melintasi langit sampai pada suatu saat teleskop itu mengarah ke suatu sumber gelombang radio. Suatu lonjakan besar lalu terlihat di antara gelombang-gelombang yang lebih kecil pada kertas. Tinggi lonjakan menunjukkan jumlah energi radio yang diterima dari sumber pada panjang gelombang yang dipilih sesuai setelan teleskop itu. Adanya lonjakan sinyal radio itu saja sudah membuktikan bahwa ada sesuatu di atas sana – suatu fakta yang dalam banyak hal tak dapat dijelaskan dengan cara lain – dan panjang gelombangnya dapat memberitahukan kira-kira apakah sesuatu itu. Tetapi yang paling penting adalah bahwa kuatnya lonjakan itu dapat menunjukkan suhu obyek. Dalam hal ini teleskop radio berlaku sebagai termometer. Teleskop dapat juga mendeteksi medan magnet dengan menangkap radiasi yang dipancarkan oleh partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnet itu.

Astronomi radio sangat berguna untuk menelaah planet, antara lain karena planet tidak memancarkan cahaya kasat mata dari planet itu sendiri. Planet terbentuk dari bahan yang memancarkan gelombang radio. Dan, berbeda dengan cahaya kasat mata, gelombang tadi mudah menembus atmosfer planet dan lapisan awan. Bukti pertama bahwa suhu Venus melampaui 300^O C dideteksi oleh teleskop radio di Laboratorium Penelitian Angkatan Laut Amerika Serikat di Washington D.C pada tahun 1965. Jalur partikel bermuatan berkecepatan tinggi yang melingkungi Yupiter, sebagaimana jalur Van Allen melingkungi bumi, merupakan rahasia yang baru terpecahkan ketika gelombang radio dari jalur itu dirunut sampai sumbernya oleh dua teleskop radio berukuran 27 meter di Institut Teknologi Kalifornia.