Kod Zarządzenia RL32544
RAPORT CRS DLA KONGRESU
High Altitude Electromagnetic Pulse (Impuls Elektromagnetyczny Dużej Wysokości - HEMP) i High Power Microwave Devices (Urządzenia Mikrofalowe Dużej Mocy - HPM): Oszacowania Groźby
Przygotowano dla Członków i Komisji Kongresu
Kongresowa Służba Badawcza (CRS)
Autor Tłumaczenia: Tomasz Łętowski
Warszawa 2008
Streszczenie
Impuls elektromagnetyczny (EMP) jest natychmiastowym, intensywnym polem energii które może przeciążać albo zakłócać w pewnej odległości liczne elektryczne systemy i układy scalone wysokiej technologii, które są szczególnie wrażliwe, na skoki energii elektrycznej.
W dużej skali efekt EMP może zostać wywołany przez pojedynczą nuklearną eksplozję zdetonowaną wysoko w atmosferze. Ta metoda odnosi się do EMP Dużej Wysokości (HEMP).
Podobny, w mniejszej skali efekt EMP może zostać utworzony, stosując nienuklearne urządzenia z potężnych baterii lub reaktywnych substancji chemicznych. Ta metoda jest nazywana Mikrofalą Dużej Mocy (HPM). Kilka narodów, wliczając odnotowywanych sponsorów terroryzmu, może aktualnie posiadać potencjał do zastosowania EMP jako broni do cyber wojny lub cyber terroryzmu, aby zakłócać komunikację i inne części krytycznej infrastruktury USA. Również, niektóre wyposażenie i bronie stosowane przez wojsko USA mogą być podatne na efekt EMP.
Groźba ataku EMP przeciw Stanom Zjednoczonym jest trudna do oszacowania, ale niektórzy
obserwatorzy wskazują, że rośnie, wraz z ogólnoświatowym dostępem do nowszych
technologii i rozprzestrzeniania broni nuklearnej. W przeszłości, groźba
wzajemnie pewnej destrukcji zapewniała trwały czynnik odstraszający przeciw wymianie ognia wielokrotnymi nuklearnymi głowicami bojowymi dużej wydajności.
Jednakże, teraz nawet pojedyncza, specjalnie zamierzona, niskiej wydajności, nuklearna eksplozja wysoko ponad Stanami Zjednoczonymi, lub ponad polem walki, może wytworzyć efekt EMP na dużą skalę, który mógłby wywołać rozległą utratę elektroniki, ale żadne bezpośrednie śmiertelne przypadki i nie musi koniecznie wywołać dużego nuklearnego ataku odwetowego dokonanego przez wojsko USA. To w połączeniu z możliwą podatnością komercyjnej elektroniki USA i militarnego wyposażenia pola walki na efekt EMP, może utworzyć nową motywację dla innych krajów, aby rozwijać lub uzyskać potencjał nuklearny.
Zagadnienia polityki podniesione przez tę groźbę wliczają (1) co Stany Zjednoczone robią aby ochronić cywilne krytyczne systemy infrastruktury przed groźbą EMP, (2) jaka jest
podatność cywilnej i wojskowej elektroniki USA na atak EMP zachęcający
inne narody do rozwinięcia albo nabycia broni nuklearnej i (3) jak prawdopodobne jest, że terrorystyczne organizacje rozpoczną atak EMP w mniejszej skali przeciw Stanom Zjednoczonym?
To sprawozdanie będzie uaktualniane jak zagwarantują wydarzenia.
Pochodzenie
Komisja Do Oszacowania Groźby Ze Strony Impulsu Elektromagnetycznego Dużej Wysokości ( Komisja EMP) została założona przez Kongres w lutym 2001 roku po tym, jak kilku ekspertów wyraziło obawę, że krytyczna infrastruktura i wojsko USA są podatne na uszkodzenia ze strony ataku EMP. 22 lipca, 2004 roku, podczas przesłuchania przed Komisją Wewnętrznych Służb Zbrojnych, członkowie zespołu komisji EMP stwierdzili, że wybuch nuklearny dużej wysokości mógłby wyemitować elektromagnetyczną energię wystarczająco potężną do permanentnego unieszkodliwienia wielu krytycznych komputerów infrastruktury USA, jak również, tak samo wojskowego uzbrojenia i systemów kontroli USA które stając się coraz bardziej skomplikowanymi, mogą być coraz bardziej wrażliwe na efekty EMP. Konsensus komisji jest taki, że atak EMP na dużą skalę mógłby prawdopodobnie spowodować powszechne uszkodzenie bezbronnego cywilnego i wojskowego elektronicznego wyposażenia na trwały okres czasu.
Niektórzy obserwatorzy wskazują, że groźba ataku EMP przeciw Stanom Zjednoczonym
może wzrastać wraz z ogólnoświatowym dostępem do nowszych technologii i
rozprzestrzenianiem broni nuklearnej. Pojedyncza, specjalnie zamierzona, nuklearna eksplozja niskiej wydajności, wysoko ponad Stanami Zjednoczonymi, lub nad polem walki, może wytworzyć efekt EMP na dużą skalę, powodujący powszechną utratę elektroniki, ale też prawdopodobnie bezpośrednie śmiertelne przypadki.
W przeszłości, groźba wzajemnie pewnego zniszczenia zapewniała trwały czynnik odstraszający przeciw wymianie ognia wielokrotnymi bojowymi głowicami nuklearnymi dużej wydajności. Jednakże, atak EMP skierowany przeciw Stanom Zjednoczonym nie obejmuje żadnego gwałtownego zniszczenia, ani nagłej śmierci dla rozległej liczby obywateli USA, nie musi więc koniecznie wywołać ogromnego nuklearnego odwetu dokonanego przez wojsko USA, gdzie, na przykład, duża liczba niewinnych cywilów jakiegoś narodu wraz z liderem agresorów mogłaby zostać zabita.
Dzisiaj, postrzegamy niższe ryzyko pewnego zniszczenia dokonanego przez Stany Zjednoczone i uświadamiamy sobie podatność cywilnych i wojskowych komputerów USA na skutki ataku EMP, który może utworzyć nową motywację dla innych krajów, do rozwijania albo uzyskania potencjału nuklearnego.
Komisja EMP Zrekonstruowana w latach 2006-2007
Komisja EMP została zrekonstruowana przez Akt Autoryzacji Obrony Narodowej P. L. 109-163
przez FY2006. Nowa Komisja, Do Oszacowania Groźby Wobec Stanów Zjednoczonych Ze Strony Ataku Impulsem Elektromagnetycznym { proszę zauważyć, że nowy tytuł już nie zawiera frazy "Dużej Wysokości” i dodaje nowe słowo "Atak”) będzie trwać nadal z tym samym członkostwem i jest upoważniona przez Sekretarza Obrony by mianować nowego członka w wypadku ostatecznego wakatu.
Komisja EMP ma za zadanie, monitorować, badać i tworzyć zalecenia w sprawie podatności elektrycznie zależnych systemów Departamentu Obrony, agencji rządowych i sektora prywatnego. Komisja EMP również jest skierowana, aby przedłożyć sprawozdanie kongresowi do 30 czerwca 2007 roku, by oszacować postęp w ochronie tych systemów przed atakiem EMP i sformułować zalecenia dla ich lepszej ochrony.
Począwszy od daty tego sprawozdania, Komisja planuje opublikować nieklasyfikowany raport w sprawie Krytycznej Narodowej Infrastruktur w kwietniu 2008 roku. Przygotowuje ona również przegląd odpowiedzi DOD (Departamentu Obrony) o zaleceniach sformułowanych przez Komisję.
Przesłuchanie Komisji
22 lipca 2004 roku, członkowie komisji EMP poświadczyli przed Komisją Wewnętrznych Służb Zbrojnych i przedstawili sprawozdanie składające się z następujących pięciu tomów:
Tom 1 jest jawnym Wykonawczym Streszczeniem.
Tom 2 jest niejawnym Oszacowaniem Groźby.
Tom 3 jest jawnym Oszacowaniem Krytycznej Infrastruktury USA.
Tom 4 jest niejawną Dyskusją Kwestii Wojskowych.
Tom 5 jest niejawnym Oszacowaniem Potencjalnych Gróźb.
Raport oświadcza, że EMP Dużej Wysokości jest zdolny spowodować katastrofalne
konsekwencje dla narodu i, że aktualna podatność naszej krytycznej infrastruktury, która jest zależna tak poważnie od komputerów i elektroniki, może zarówno zachęcić i nagrodzić atak, jeżeli tego nie poprawimy.
Szczególnie odnosząc się do wojska USA, raport stwierdza:
... testy korzyści EMP były przyćmiewane lub demontowane i badania dotyczące zjawiska EMP, wzmacniające projektowanie, testowanie i utrzymanie zostały znacznie zmniejszone. Jednakże, pojawia się środowisko groźby, scharakteryzowanej przez szerokie spektrum aktorów, które wlicza bliską perspektywę, nawiązującą do energii nuklearnej , bandyckie narody, subnarodowe grupy i organizacje terrorystyczne które albo w chwili obecnej mają dostęp do broni nuklearnej i pocisków balistycznych albo mogą mieć taki dostęp przez następne 15 lat [sic], mają powiązanie, z uplasowaniem ryzyka ataku EMP i niekorzystnych konsekwencji wobec USA, do poziomu, który nie jest możliwy do przyjęcia....Nasza wzrastająca zależność od zaawansowanych systemów elektroniki doprowadza do możliwości wzrastającej podatności na EMP naszych technologicznie zaawansowanych siły zbrojnych i, jeżeli będzie niepokierowana, uczyni wykorzystanie EMP przez przeciwnika atrakcyjną
asymetryczną opcją.”
Sprawozdanie komisji EMP proponuje pięcioletni plan dla ochrony krytycznej
infrastruktury od EMP i od innego terrorystycznego ataku na dużą skalę. Pięcioletni
plan w skrócie jest streszczony w Tomie 3 raportu. Jednakże, niektóre części pięcioletniego planu które są związane z wojskowym wyposażeniem mogą zostać niejawne.
Raport komisji EMP z 2004 roku skupiał się głównie na skutkach EMP Dużej wysokości i niekoniecznie skutków Urządzeń Mikrofalowych Dużej Mocy (przedyskutowanych poniżej). Zeznanie z 2004 roku zawiera pytania takie jak: (1) jak Stany Zjednoczone odpowiedziałyby na ograniczony atak HEMP przeciw ojczyźnie USA lub przeciw siłom zbrojnym USA, gdzie jest strata technologii, ale żadna bezpośrednia wywołana utrata życia; (2) czy aktualny brak przygotowania USA zachęca przeciwników, do planowania i próby ataku HEMP; i (3) czy długotrwałe skutki pomyślnego ataku HEMP, prowadzą do możliwego powszechnego głodu i redukcji populacji, potencjalnie bardziej niszcząc ojczyznę USA niż atak przy pomocy powierzchniowego nuklearnego uzbrojenia ?
Przygotowanie Prywatnego Sektora
Niektórzy dowodzą, że mało zostało zrobione przez sektor prywatny, aby ochronić go przeciw
groźbie ze strony impulsu elektromagnetycznego i, że komercyjne elektroniczne systemy w
Stanach Zjednoczonych mogłyby zostać poważnie uszkodzone przez albo HEMP albo w mniejszej skali HPM. Komercyjny elektroniczny odgromnik stosowany do uderzeń błyskawicy podobno nie ogranicza wystarczająco szybko, by ochronić od natychmiastowych skutków elektromagnetycznego impulsu.
W marcu 2007 roku, ekspertyza przedstawiona przez adiutantów generała, którzy doglądają Narodowych Jednostek Gwardii w całym kraju zakłada że, większość respondentów państwowych baz awaryjnych nie przygotowuje się aktywnie przeciw atakowi na Stany Zjednoczone przez Impuls Elektromagnetyczny . Ekspertyza, zatytułowana „Obrona Antyrakietowa i Rola Stanów”, została przeprowadzona wspólnie przez bazujący w Anchorage „Instytut Północy” i „Claremont Institute of Claremont”, w Kalifornii.
Pytania ekspertyzy zostały wysłane do generałów adiutantów z wszystkich 50 stanów, z więcej niż połową odpowiedzi. Chociaż w 96% stanowy generał adiutant wskazywał znaczące obawy przed atakiem EMP, większość zrobiła małą lub nie uczyniła żadnej analizy skutków ogólnego ataku EMP i mało lub żadnego szkolenia, albo przygotowania, by wzmocnić elektroniczne wyposażenie. Żaden z generałów adiutantów nie dokonał ekspertyzy zalecającej, która aktywnie angażuje w formalny proces planowania dla odpowiedzi na atak EMP.
Pytania W Sprawie Podatności
Niektórzy analitycy pomijają prawdopodobieństwo ataku EMP na dużą skalę przeciw
Stanom Zjednoczonym w bliskim okresie i rozmiarze możliwego uszkodzenia, stwierdzając że krytyczna infrastruktura podobno przetrwałaby i, że wojskowa komunikacja
kontynuowałaby działanie i wysoki procent cywilnych rozmów telefonicznych mógłby
kontynuować połączenie. Ci analitycy stwierdzają, że ograniczone testowanie wykazało że współczesne komercyjne wyposażenie może być zaskakująco odporne na skutki elektromagnetycznego impulsu i, że niektóre wojskowe systemy stosujące komercyjne wyposażenie są również wyekwipowane, by były uczynione bardziej odpornymi na EMP zanim zostaną wystawione na jego działanie.
Jednakże, inni analitycy utrzymują, że niektóre testy przeprowadzone przez wojsko USA mogły być błędne, albo niekompletne, prowadząc do wadliwych wniosków o poziomie odporności komercyjnego wyposażenia wobec skutków EMP. Ci analitycy wskazują, że technologia EMP
została zbadana przez kilka innych narodów i, gdy zespół obwodów staje się bardziej zminiaturyzowany, nowoczesna elektronika staje się coraz bardziej wrażliwa na zakłócenia. Argumentują oni, że to mogłoby prawdopodobnie zabrać lata Stanom Zjednoczonym, aby powróciły w pełni do normy po powszechnym uszkodzeniu elektroniki będącym skutkiem ataku EMP na dużą skalę.
Impuls elektromagnetyczny i Energia
Elektromagnetyczna energia, scharakteryzowana jako broń potencjalnie będąca groźbą wobec
bezpieczeństwa narodowego , może zostać utworzona jako impuls, tradycyjnie przez dwie metody: napowietrzny wybuch jądrowy i emisja mikrofalowa. Impuls Elektromagnetyczny Dużej Wysokości (HEMP) jest natychmiastowym elektromagnetycznym polem energii wyprodukowanym w atmosferze przez moc i promieniowanie nuklearnej eksplozji i jest to uszkodzenie elektronicznego wyposażenia na bardzo szerokim obszarze, zależnie od zaprojektowania nuklearnego urządzenia i wysokości wybuchu. Mocna Mikrofalowa (HPM) Energia Elektromagnetyczna może być produkowana jako natychmiastowy impuls utworzony
przez specjalne elektryczne wyposażenie które przekształca moc baterii, lub potężną chemiczną reakcję lub eksplozję, w intensywne mikrofale, które bardzo uszkadzają elektronikę wewnątrz małego obszaru.
W dodatku , gdy bronie HEMP są duże w skali i wymagają nuklearnego
potencjału wraz z technologią, aby odpalać pociski dużych wysokości, bronie HPM są
mniejsze w skali i mogą czasami obejmować niski poziom technologii, która
może być w potencjale niektórych ekstremistycznych grup albo niepaństwowych organizacji. HPM może spowodować uszkodzenie komputerów podobne do HEMP, chociaż skutki są ograniczone do małego obszaru. Techniczna dostępność, niższy koszt i oczywista podatność cywilnego elektronicznego wyposażenia USA mogłoby uczynić w małej skali bronie HPM atrakcyjnymi, dla terrorystycznych grup w przyszłości.
Opis Impulsu Elektromagnetycznego Dużej Wysokości
HEMP jest wytwarzany, kiedy broń nuklearna jest detonowana wysoko ponad powierzchnią Ziemi, wytwarzając promieniowanie gamma, które oddziałuje wzajemnie z atmosferą tworzy natychmiastowe intensywne elektromagnetyczne pole energii, które jest nieszkodliwe dla ludzi, jako że promieniuje na zewnątrz, ale, które może przeciążyć zespół obwodów komputera ze skutkami podobnymi, lecz powodując uszkodzenia dużo szybsze niż uderzenie pioruna. Skutki HEMP zostały w pełni rozpoznane przez Stany Zjednoczone w 1962 roku podczas nuklearnej próby dużej wysokości (kod nazwy " Pierwsza Rozgwiazda”) nad Oceanem Spokojnym, kiedy radiostacje i elektroniczne wyposażenie zostały zakłócone w odległości 800 mil w części Hawajów. Efekt HEMP może rozciągnąć się na tysiące mil, zależnie od wysokości i zaprojektowania i siły wybuchu nuklearnego (pojedyncze urządzenie zdetonowane na odpowiedniej wysokości nad Kansas podobno mogłoby oddziaływać na całe kontynentalne Stany Zjednoczone) i może zostać przeniesiony przez metaliczne przewodniki takie jak druty albo kable zasilające, służące jako anteny, by przewodzić wstrząs energii do elektronicznych systemów samochodów, samolotów i wyposażenia komunikacji.
Rysunek 1. Oszacowanie Obszaru Oddziaływania przez EMP Dużej Wysokości
Źródło: Heritage Foundation, Jack Spencer, "Podatność Ameryki na Różne Nuklearne Groźby: Impuls elektromagnetyczny ” Backgrounder #1372, 26 maja, 2000 rok, [http://www.heritage.org/Research/ MissileDefense / bg1372.cfm].
Opis Mikrofali Dużej Mocy
Mikrofale są cechowane przez elektromagnetyczną energię z długościami fali równie
małymi jak centymetry albo milimetry i mogą zostać zastosowane w umiarkowanych poziomach zasilania dla komunikacji lub dla radaru. Mikrofale Dużej Mocy mogą zostać wyprodukowane jako broń, kiedy potężna chemiczna detonacja jest przekształcona przez specjalny zwój urządzenia, nazywany generatorem kompresji strumienia, w silne elektromagnetyczne pole. Inne metody, takie jak łączenie reaktywnych substancji chemicznych albo stosowanie potężnych baterii i kondensatorów, mogą również zostać wykorzystane do utworzenia broni HPM wielokrotnego użycia.
Energia HPM może zostać skupiona korzystając ze specjalnie ukształtowanej anteny, lub nadajnika, by wytworzyć efekty podobne do HEMP wewnątrz ograniczonego obszaru, lub na ograniczoną odległość. W przeciwieństwie do HEMP, jednakże, promieniowanie HPM stosuje krótsze formy fali w wyższych częstotliwościach, które czynią go wysoce efektywnym w stosunku do elektronicznego wyposażenia i trudniejszym, aby wzmocnić je przeciw niemu.
Mechanicznie proste, urządzenie o rozmiarach walizki, korzystające z chemicznych materiałów wybuchowy i specjalnej skupiającej anteny, mogłoby teoretycznie wyprodukować jednorazowo, natychmiastowy wstrząs HPM, który mógłby zakłócać wiele komputerów w zasięgu 1 mili. Również, energia HPM w wyższych poziomach zasilania (megawatach) i napędzana przez dłuższy odstęp czasu, podobno mogłaby spowodować fizyczną szkodę wobec osób blisko źródła nadajnika, lub prawdopodobnie w trajektorii wąsko skupionej wiązki energii.
Destrukcyjne Zdolności
Badania związane ze skutkami elektromagnetycznych broni były publikowane
nieczęsto, albo pozostały niejawne. Niemniej jednak, jest to znane, że potężne
pole HEMP tak samo emituje promieniowanie na zewnątrz, które może ingerować w związane z radiem częstotliwości i natychmiast wytworzyć uszkadzające napięcie i prądy w elektronicznych urządzeniach tysiące mil od nuklearnej eksplozji. Skuteczność jest zwiększona, jeżeli elektroniczne urządzenia są podłączone do jakiegoś metalu, który mógłby też służyć jako antena. Ponieważ infrastruktura systemów komputerowych jest łączona, rozpowszechniony skutek HEMP mógłby prowadzić do możliwego długotrwałego przerwania energii elektrycznej, dystrybucji paliwa, systemów transportu, żywności i zapasów wody, szpitali i komunikacji służb wprowadzenia prawa, jak również wojskowych systemów komunikacji, które wykorzystują cywilną infrastrukturę. Atak HEMP skierowany przeciw kontynentowi Stanów Zjednoczonych mógłby obejmować jedno-megatonową nuklearną głowicę bojową, albo jedną mniejszą, która to będzie specjalnie zaprojektowana, wykorzystując wybuch kilkaset mil ponad środkowozachodnimi stanami, aby wpływać na komputery na obu wybrzeżach. Jednakże, tworząc efekt HEMP nad obszarem 250 mil w średnicy, rozmiar przykładowy dla pola bitwy, mógłby wymagać tylko rakiety ze skromną wysokością i potencjałem ładunku użytecznego, która mogłaby wynieść w powietrze stosunkowo małe nuklearne urządzenie. Jeżeli średniego albo dalekiego zasięgu pocisk z nuklearnym ładunkiem użytecznym zostanie odpalony z pokładu frachtowca na morzu, skutkowałoby to HEMP , który mógłby podobno wyłączyć komputery nad szerokim obszarem przybrzeżnych Stanów Zjednoczonych.
Destrukcyjne skutki zarówno HEMP i HPM podobno maleją z odległością i jest mniej prawdopodobne, by elektroniczne wyposażenie, które było wyłączone zostało uszkodzone.
Aby wytworzyć maksymalny obszar pokrycia dla efektu HEMP, nuklearne urządzenie musi eksplodować bardzo wysoko w atmosferze, zbyt daleko od powierzchni ziemi aby spowodować zranienia albo bezpośrednie uszkodzenia od gorąca lub wybuchu. Również, HEMP wytworzony przez nuklearną eksplozję jest natychmiastowy — zbyt krótki, by zacząć obecnie płynąć w ludzkim ciele — więc nie ma żadnego wpływu na ludzi. Jednakże, bronie energii mikrofalowej (HPM) w mniejszej skali, są dostarczane w bardziej bliskim zasięgu od planowanego celu i fale mogą czasami być
emitowane przez dłuższy okres trwania. Te zdolności mogą spowodować bolesne palące
doznania lub inne zranienia osobie bezpośrednio w trajektorii skupiającej się wiązki mocy,
albo mogą być śmiertelne, jeżeli osoba jest zbyt blisko nadajnika emitera mikrofali.
Zarówno HEMP i HPM może trwale unieruchomić pojazdy z zapłonem elektronicznym i systemami kontroli.
Nuklearna eksplozja dużej wysokości (która tworzy HEMP) wytwarza trzy główne
komponenty energii, które nadchodzą w kolejności i, które mają skutki różnych wymiarów, mogące być kumulującym uszkodzeniem sprzętu elektronicznego. Pierwszy komponent energii jest inicjującym wstrząsem energii, który trwa około jednej mikrosekundy i jest podobny do krańcowo intensywnej statycznej elektryczności, która może przeciążyć zespół obwodów dla każdego elektronicznego urządzenia, które jest w linii wzroku wybuchu. Drugorzędny komponent energii który następnie nadchodzi, ma cechy, podobne do uderzenia błyskawicy. Osobiście , ten drugi komponent energii nie mógłby być problemem dla jakiegoś krytycznego wyposażenia infrastruktury, jeżeli anty-piorunowe ochronne środki zaradcze są już na miejscu.
Jednakże, czas narastania pierwszego komponentu jest tak szybki i intensywny, że
może zniszczyć wiele ochronnych środków, pozwalając drugiemu komponentowi na dalsze
zakłócenia sprzętu elektronicznego. Trzeci komponent energii jest długotrwałym
magnetycznym sygnałem, od około jednej mikrosekundy do jednej pełnej sekundy w trwaniu. To sygnał geomagnetyczny powodujący efekt, który uszkadza głównie długo – liniowy
sprzęt elektroniczny. Zlokalizowany magnetyczny efekt rośnie przez długość
łączy transmisyjnych i wtedy szybko załamuje się, wywołując
magnetohydrodynamiczne (MHD) "przeciągnięcie”, albo "opóźnienie,” przypływu mocy które przeciąża sprzęt podłączony do źródła energii i infrastruktury telekomunikacyjnej. Ten skutek opóźnienia dodany do początkowego efektu HEMP i systemów połączonych do długich linii energii i systemów komunikacji może dalej je zakłócać przez połączone efekty.
Mniejsze odizolowane systemy nie ściągają tak bardzo tego trzeciego komponentu energii i zwykle są zakłócane tylko pierwszą częścią składową energii HEMP.
Broń HPM ma krótszy możliwy zasięg niż HEMP, ale może wywołać
prądy wystarczająco duże, by topić zespół obwodów, lub może spowodować, że wyposażenie, stopniowo zawiedzie przez okres minut, dni, albo nawet tygodni. W 2001 roku, Helikopter USA Comanche, lecąc w Nowym Jorku, gdy wykonywał radarową próbę obejmującą bronie HPM, wygenerował impuls energii niskiego poziomu, który podobno zakłócał przez dwa tygodnie globalny system pozycyjny (GPS) stosowany, by wylądować komercyjnym samolotem w pobliskim porcie lotniczym w Albany, w Nowym Jorku.
Starsze elektryczne komponenty, takie jak rurki próżniowe, ogólnie są zbudowane znacznie
masywniej i są bardziej wytrzymałe na impuls elektromagnetyczny. Jednakże, skoro nowoczesna elektronika zbiega się w rozmiarze zespołu obwodów, staje się coraz bardziej wrażliwa na elektromagnetyczną ingerencję. Dlatego, kraje z infrastrukturą, która polega na
starszej technologii mogą być mniej wrażliwe na blokujące skutki HEMP albo HPM,
niż kraje, które polegają na wyższym poziomie technologii.
Wzmocnienie Przeciw Atakowi
Elektroniczne wyposażenie może zostać wzmocnione przez otaczanie go ochronnym
metalicznym osłonieniem, które utrzymuje uszkadzające elektromagnetyczne pole daleko od wysoce wrażliwych elektrycznych komponentów. Ta metoda, znana jako ochronna klatka Faraday'a, jest tradycyjnie stosowana, by chronić sprzęt elektroniczny od uderzenia pioruna. Jednakże, moc napływająca z HEMP albo broni HPM mogłaby prawdopodobnie obejmować szczytowy prąd dziesiątek milionów amperów, które mogą przejść przez ochronną klatkę Faradaya.
Dodatkowo, sprzęt umieszczony w klatce Faradaya może też zostać uczyniony narażonym poprzez jakieś druty biegnące do wnętrza klatki, które mogą przewodzić wstrząs elektromagnetyczny do sprzętu. Zależenie od poziomu zasilania obejmuje on, punkty wejścia do ochraniającej klatki mogące czasami zostać zabezpieczone od impulsu elektromagnetycznego przez stosowanie specjalnie zaprojektowanych ochraniaczy przepięcia, szczególnych zakończeń przewodów, ochranianych odizolowanych transformatorów, przerw iskry, albo innych typów specjalnie zaprojektowanych elektrycznych filtrów.
Krytyczne systemy mogą również zostać ochronione przez powiększanie liczby zapasowych części i przez trzymanie tych części rozproszonych i poza zakresem źródła impulsu elektromagnetycznego emitera.
Wzmacnianie , szczególnie wojskowych systemów i masowo produkowanego komercyjnego wyposażenia, wliczając PC-ty i wyposażenie komunikacji, przeciw HEMP albo HPM, podobno
dolicza od 3% do 10% do całkowitego kosztu, jeżeli wzmocnienie jest zaprojektowane wewnątrz oryginalnego zamysłu producenta.
Do retro – wyposażonego, istniejącego wojskowego elektrycznego sprzętu z wzmocnieniem dodano by około 10% do całkowitego kosztu.
Działalności DOD (Departament Of Defence – Departament Obrony USA)
Podziemne testowanie nuklearnych urządzeń przeprowadzone w 1992 roku w Nevada Test Site
zostało przeznaczone do badania technik ochrony, aby wzmocnić wojskowe systemy przeciw
efektom HEMP będącymi rezultatami nuklearnej wymiany ognia.
„Limited Test Ban Treaty” (Umowa Nakazująca Ograniczenie Testów) z 1963 roku zabrania nuklearnych eksplozji w atmosferze, w przestrzeni kosmicznej i pod wodą. Od tego czasu , testowanie skalibrowanych skutków HEMP na dużą skalę na krytycznej infrastrukturze zostało ograniczone. Projektowanie nowych symulatorów pomagające zmierzyć te skutki mogłoby wezwać do złożonych obliczeń przedstawiających rozległą liczbę możliwych interakcji między komponentami znajdującymi się w płytach obwodów elektrycznych, połączeniach sieci, systemach bezprzewodowych, modułach sprzętowych i środowisku użytkowym z nowoczesnymi elektronicznymi systemami, które wspierają krytyczną infrastrukturę.
Badania DOD odnośnie impulsowej energii elektromagnetycznych broni HPM są obecnie
przeprowadzane w Bazie Sił Powietrznych Kirtland, w Albuquerque, w Nowym Meksyku. Bronie teraz będą rozwijane przez wojsko USA, ponieważ elektroniczna wojna może zakłócać trajektorię pocisków podczas lotu i może obezwładnić lub zdegradować komunikacje wroga, telemetrię i zespoły obwodów. Inne bronie HPM przetestowane przez wojsko są przenośne i wielokrotnego użytku poprzez energię baterii i bardzo efektywne, kiedy strzelają w odległości mili od celu. Te bronie mogą też zostać skupione jak wiązka laserowa i nastawione do odpowiedniej częstotliwości, żeby przeniknąć elektronikę która jest poważnie chroniona przeciw nuklearnemu atakowi. Najgłębsze bunkry z najgrubszymi betonowymi ścianami podobno nie są zabezpieczone przed taką wiązką, jeżeli mają nawet pojedynczy niechroniony drut docierający do powierzchni.
Podczas Operacji Iracka Wolność, wiele irackich bunkrów dowodzenia i bunkrów podejrzewanych o składowanie chemiczno – biologicznych broni, było zakopanych głęboko pod ziemią i poprzez to trudnych, do unieszkodliwienia stosując konwencjonalne materiały wybuchowe. Nowe bronie HPM podobno były brane pod uwagę dla możliwego zastosowania w atakach przeciw tym celom, ponieważ liczne komunikacje i linie energetyczne prowadzące do podziemnych bunkrów oferowały drogi, dla przewodzenia potężnych przepięć elektromagnetycznej energii, która mógłby zniszczyć sprzęt komputerowy wewnątrz.
Ponieważ natychmiastowa energia HPM może odbijać się od ziemi i prawdopodobnie
oddziaływać na wyżej wymieniony pilotowany samolot, wiele testów, obecnie obejmuje urządzenia HPM na Bezzałogowych Powietrznych Pojazdach (UAV) i systemu Wystrzeliwanych Pocisków Konwencjonalnych Sił Powietrznych typu Cruise.
Do 2010, DOD podobno skieruje do akcji kilka odpalanych drogą powietrzną UAV –ów stosowanych jednorazowo i broni HPM do wielokrotnego użycia, zaprojektowanych, aby zakłócać komputery wroga.
Potencjał Innych Narodów
Podobno, kilku potencjalny adwersarzy USA, takich jak Rosja lub Chiny, jest teraz
zdolnych do rozpoczęcia paraliżującego ataku HEMP przeciw Stanom Zjednoczonym przy pomocy nuklearnego głowicowego balistycznego pocisku i inne narody, takie jak Północna Korea, mogą prawdopodobnie mieć potencjał do 2015 roku. Inne narody, które mogłyby prawdopodobnie rozwinąć potencjał do operacji HEMP przez następne kilka lat wliczają Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii, Francję, Indie, Izrael i Pakistan.
W 2005 roku, Iran podobno nabył kilka balistycznych pocisków średniego i pośredniego zasięgu
od Północnej Korei, z zasięgiem 2,500 mil. Również, podobno, Iran przetestował kilka ze swoich balistycznych pocisków Shahab -3, które eksplodowały w locie. Gdy te eksplozje mogłyby być skutkiem samozniszczenia mechanizmu pocisku, Iran oficjalnie opisał testy jako w pełni pomyślne. To zostało odnotowane przez świadków w ostatnim przesłuchaniu Komitetu Senatu o Sądownictwie, Podkomisji o Terroryzmie, Technologii i Bezpieczeństwie Ojczyzny, że to wydarzenie mogłoby wskazywać, że Iran może mieć własną praktykę dla wykonania ataku HEMP. Jednakże, inni obserwatorzy ostrzegają, że te i podobne działania mogłyby po prostu być taktyką zastraszania stosowaną przez Iran, ale bez większej treści.
Według raportu DOD z 1999 roku, Chiny aktywnie kontynuują rozwój broni impulsu elektromagnetycznego i poświęcają znaczące zasoby do rozwoju innych systemów wojny elektronicznej i broni laserowej. Raport również odnotowuje, że liderzy Chin przeglądają ofensywne bronie przestrzeni kosmicznej i inne oparte na przestrzeni kosmicznej systemy obrony jako część nieuniknionych scenariuszy dla przyszłej wojny.
Raport odnotowuje, że Chiny mogłyby mieć tak dużo jak 60 ICBM zdolnych do uderzenia na Stany Zjednoczone do 2010 roku. Również, Chiny mogą zastąpić 20 swoich aktualnych ICBM, pociskiem dalekiego zasięgu do końca tej dekady, albo wkrótce.
Vladimir Lukin, były radziecki Ambasador w Stanach Zjednoczonych i były
Przewodniczący Komitetu Spraw Międzynarodowych dla rosyjskiego Parlamentu,
podobno stwierdził, że Rosja aktualnie ma zdolność, by utworzyć efekt HEMP
nad Stanami Zjednoczonymi. W czasie 1962 roku, wówczas Związek Radziecki prowadził serię atmosferycznych nuklearnych testów i obserwował efekty HEMP, które wliczały spalenie listw przepięciowych, awarie zasilania energii elektrycznej i uszkodzenie napowietrznych i podziemnych zakopanych kabli w odległościach 600 kilometrów.
Od tego czasu , Rosja podobno poczyniła obszerne przygotowania, aby ochronić swoją infrastrukturę przeciw HEMP poprzez wzmocnienie zarówno cywilnego i wojskowego elektronicznego wyposażenia i przez zapewnienie ciągłego treningu dla personelu obsługującego te chronione systemy. Inne źródła podobno stwierdziły, że Rosja może też zatrudniać niektórych wiodących fizyków na świecie, obecnie
prowadzących badania nad broniami elektronicznej wojny i skutkami impulsu elektromagnetycznego.
Obszar Przypływu Sieci Awaryjnej
Podczas Zimnej Wojny, Wojsko Stanów Zjednoczonych zaprojektowało nowatorski system komunikacji, by awaryjnie przekazywać wiadomości między strategicznymi wojskowymi strefami w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych, stosując sygnały które przenoszą się przy pomocy niskiej częstotliwości fal ziemi — elektromagnetycznych pól które obejmują ziemię — a raczej przez promieniste rozchodzenie się w atmosferze. Ground Wave Emergency Network (Awaryjna Sieć Fali Ziemskich) albo system GWEN , był zamierzony do przeznaczenia dla stałej komunikacji wobec zakłóceń EMP. Jednakże, sprzęt komputerowy był podobno oparty na tranzystorze, pozostawiając system z jakimś poziomem podatności na EMP. W dodatku , ustalone położenie siedzib GWEN zostało rozpoznane przez adwersarzy i w ten sposób stało się wrażliwe na bezpośredni atak.
Gdy Zimna Wojna skończyła się, wojsko USA poczyniło kroki, aby zmniejszyć swój nuklearny arsenał i stowarzyszoną infrastrukturę. Po 1998 roku, USAF odwołała zlecenie aktywów GWEN i zastąpiła cały system przy pomocy Single Channel Anti-Jam Man-Portable (SCAMP). SCAMP wykorzystuje technologię niezmiernie wielkiej częstotliwości (EHF), jest odporne na EMP i oferuje więcej elastyczności niż GWEN, ponieważ wyposażenie jest lekkie, przenośne i interakcyjne z sieciami satelitarnymi DOD.
Analiza Polityki
Przygotowanie
Co robią Stany Zjednoczone, aby ochronić krytyczne systemy infrastruktury przeciw groźbie impulsu elektromagnetycznego? Co jest odpowiednią odpowiedzią ze strony Stanów Zjednoczonych na nuklearny atak HEMP, gdzie może istnieć rozpowszechnione uszkodzenie elektroniki, ale stosunkowo mała, albo prawdopodobnie żadna strata życia jako bezpośredni skutek? Jak Stany Zjednoczone mogłyby określić, który naród albo grupa przypuściła atak HEMP?
Po doznaniu efektu HEMP, Stany Zjednoczone mogą zachować swoją zdolność by zastosować strategiczne bronie dla nuklearnej zemsty, ale przemysłowa baza i krytyczna
infrastruktura USA będzie kaleka albo niezdolna do wspomagania trwałej wojskowej kampanii ?
Podczas takiego okresu, czy Stany Zjednoczone zdolne do uczynienia efektywnej odpowiedzi, powinny wybrać inne narody aby poczynić wojskowe postępy w innych częściach świata ?
Wojsko USA zaadoptowało politykę, gdzie komercyjne wyposażenie elektroniczne
jest teraz stosowane w znacznym stopniu w kompleksie systemów broni USA. Na przykład ,
duży procent wojskowej komunikacji USA podczas Operacji Iracka Wolność
podobno było prowadzonych poprzez komercyjne satelity i wiele wojskowych administracyjnych informacji aktualnie jest przenoszonych przez cywilny Internet. Wiele komercyjnych satelitów komunikacyjnych, szczególnie tych w niskiej orbicie Ziemi, podobno może degradować albo przerwać działanie wkrótce po eksplozji nuklearnej dużej wysokości. Jednakże, niektórzy obserwatorzy sądzą, że możliwy HEMP i podatności na HPM wojskowych systemów informacyjnych są przeważane poprzez korzyści zdobywane przez dostęp
do nowatorskiej technologii i zwiększania elastyczności komunikacji, które przychodzą ze
stosowania krajowej elektroniki i od utrzymywania związków z cywilnym Internetem i systemami satelitarnymi.
Skutki HEMP na dużą skalę zostały przestudiowane w ciągu kilku lat przez
Agencję Poparcia Obrony Atomowej, Agencję Obrony Nuklearnej i Agencję Obrony
Ds. Specjalnych Broni i aktualnie są studiowane przez Agencję Obrony ds.
Redukcji Groźby (DTRA). Jednakże, aplikacja skutków tych badań
była nierówna przeciw broni wojskowej i systemów komunikacji. Niektórzy
analitycy stwierdzają, że strategiczne wojskowe systemy USA { międzykontynentalne balistyczne pociski i bombowce dalekiego zasięgu) mogą mieć silną ochronę przeciw HEMP, gdy wiele innych systemów broni USA stosowanych wobec pola bitwy posiada mniej ochrony i ,że jest to niewątpliwie wiadome dla naszych potencjalnych adwersarzy.
Niektórzy analitycy podobno stwierdzają, że ograniczone testowanie wykazało, że nowoczesne
komercyjne wyposażenie może być zaskakująco odporne na skutki elektromagnetycznego
impulsu i , że w dodatku wobec systemu SCAMP, niektóre wojskowe systemy stosujące
komercyjny sprzęt zostały wyposażone, aby zwiększyć odporność na EMP.
Jednakże, jest niezgoda między obserwatorami, w sprawie, czy procedury stosowane przez
wojsko USA, by przetestować wytrzymałość na EMP mogły być wadliwe, prowadząc do
błędnych wniosków o skutkach impulsu elektromagnetycznego na komercyjną
elektronikę.
Nuklearna Motywacja
Pojedyncze nuklearne urządzenie eksplodujące przy odpowiedniej wysokości ponad
kontynentalnymi Stanami Zjednoczonymi mogłyby prawdopodobnie oddziaływać na naszą przemysłową zdolność, ekonomiczną stabilność i wojskową efektywność. Czy znajomość tej podatności, połączonej z rozprzestrzenianiem nuklearnej technologii, dostarcza nowej motywacji dla potencjalnych adwersarzy, aby rozwinąć lub nabyć potencjał broni nuklearnej ?
Czy inne kraje postrzegają teraz rozwój i zdobywanie broni nuklearnych, nawet małego arsenału, jako
strategię dla cyber wojny ?
Podczas Zimnej Wojny, atak HEMP był postrzegany jako pierwszy krok nuklearnej
wymiany ognia obejmującej wiele głowic bojowych, ale grożący wzajemnie pewnym zniszczeniem zapewniającym warunek trwałego czynnika odstraszającego. Dzisiaj, rozprzestrzenianie nuklearnej technologii czyni groźbę ataku HEMP trudniejszą do oszacowania. Czy lider państwa bandyckiego zostanie umotywowany, by użyć małego nuklearnego arsenału, aby przypuścić wyniszczający atak HEMP przeciw Stanom Zjednoczonym, bez żadnych śmiertelnych przypadków, jeżeli sądzi, że USA prawdopodobnie nie odwzajemnią nuklearnej salwy, uśmiercając tysiące, albo miliony niewinnych ludzi? Czy atak HEMP nad zakwestionowaną strefą w czasie regionalnego konfliktu jest postrzegany jako droga, aby pokonać połączenia komunikacji i centryczną sieć potencjału
wojska USA i rzeczywistą korzyść dla pola walki , dostarczaną przez mniejsze nuklearne
głowice bojowe?
Terroryści
Broń HPM w mniejszej skali wymaga stosunkowo prostego zamysłu i może być
zbudowana przy zastosowaniu elektrycznych materiałów i materiałów wybuchowych i substancji chemicznych, które są łatwe do nabycia. Jest to oszacowane, że broń HPM ograniczonego zasięgu o rozmiarach walizki mogłaby zostać zbudowana za dużo mniej niż 2,000 $ i jest w potencjale prawie każdego narodu i być może wielu organizacji terrorystycznych. W 2001 roku, DOD zrekrutował naukowca, by utworzyć dwie małe bronie HPM dla przetestowania, korzystające tylko z komercyjnie dostępnych elektrycznych komponentów, takich jak zwykłe świece i cewki zapłonowe. Jedno urządzenie zostało udoskonalone, aby mogło być przenoszone w dwóch paczkach, więc aby mogło zostać wysłane przez regularną pocztę, np. od jednego terrorysty do innego. Drugie urządzenie HPM zostało zbudowane, aby dopasować je do wnętrza małego pojazdu. Dyskretnie, eksperci podobno stwierdzili, że nie ma naukowych metod oprócz specjalnie tresowanych psów, które aktualnie pozwalają na łatwe wykrywanie wybuchowego urządzenia schowanego w pojeździe albo wewnątrz walizki, przed eksplozją.
To jest trudne, by oszacować groźbę ze strony organizacji terrorystycznej, prawdopodobnie chcącej zastosować broń HPM w mniejszej w skali, przeciw krytycznej infrastrukturze Stanów Zjednoczonych. To mogłoby zostać uargumentowane, tym, że bomba HPM sama w sobie, nie może być atrakcyjna dla terrorystów, ponieważ jej mniejsza eksplozja nie miałaby wystarczająco gwałtownego i widocznego efektu i nie byłby tak dramatyczna, jak większa, bardziej konwencjonalna bomba. Również, zbudowanie urządzenia HPM jest nadal nieco bardziej technicznie złożone, niż zbudowanie konwencjonalnej bomby. Jednakże, obserwatorzy donieśli, że przywództwo terrorystycznej organizacji może stawać się coraz bardziej świadome rosnących korzyści z ataku przypuszczonego przeciw krytycznym systemom informacyjnym USA.
W dodatku , użycie nowej broni skierowanej w systemy informacyjne USA przyciągnęłoby rozpowszechnioną uwagę medialną i może umotywować inne rywalizujące grupy, by pójść wzdłuż nowej ścieżki.
Prawa człowieka
HEMP i bronie energii HPM głównie uszkadzają elektroniczne systemy, z
małymi czy żadnymi bezpośrednimi skutkami wobec ludzi, jednakże, te skutki mogą być trudne do ograniczenia lub kontroli. Gdy HEMP albo pole energii HPM natychmiast rozpościera się na zewnątrz, może też oddziaływać na pobliskie wyposażenie szpitala albo osobiste medyczne urządzenia, takie jak sztuczne rozruszniki serca, albo inne części otaczające cywilną infrastrukturę. Z tego powodu, niektóre międzynarodowe organizacje praw człowieka mogą sprzeciwiać się rozwojowi albo testowaniu HEMP lub broni HPM.
Działalność Legislacyjna
P. L. 110-181, Akt Autoryzacji Narodowej Obrony w roku budżetowym 2008,
nakazuje Departamentowi Bezpieczeństwa Ojczyzny, by koordynować wysiłki wraz z
Komisją dla pracy związanej z atakiem impulsem elektromagnetycznym na elektryczną
infrastrukturę i ochronie przeciw takiemu atakowi. Finansowanie zapewnione przez
Departament Obrony wobec Komisji dla przygotowania i przedłożenia
końcowego raportu jest ograniczone do 5.600 000 $. Ostateczny termin dla przedłożenia końcowego raportu Komisji zostało przedłużone do 30 listopada, 2008 roku.
Produkty CRS
Sprawozdanie CRS RL32114. Botnet, Atak Komputerowy i Cyber Terroryzm:
Podatności i Zagadnienia Polityki dla Kongresu.
Sprawozdanie CRS RL32411. Centryczna Sieć Działań Wojennych: Środowisko i Przeoczone Zagadnienia dla Kongresu.
Sprawozdanie CRS RS21528. Terrorystyczna „Brudna Bomba” : Krótki Podręcznik.
Sprawozdanie CRS IB92099. Bronie Nuklearne : Traktat Zakazujący Rozległych Prób.
Cały tekst tłumaczenia w pliku word znajdziecie tutaj:
http://www.fileflyer.com/view/ZCh6gAq
Oryginał tego raportu jest tu:
http://www.fas.org/s...sec/RL32544.pdf
