Czy impuls elektromagnetyczny (EMP) jest groźny? Jak się obronić?

przez | 22 kwietnia 2020

Czy wiedziałeś że świat w którym żyjemy i który znamy, może zostać unicestwiony przez pojedynczy i odpowiednio mocny impuls elektromagnetyczny? Z tego artykułu dowiesz się jak to możliwe.

Technologia jest nierozerwalną częścią naszego życia

Nasza cywilizacja powstawała tysiące lat. Od czasów starożytnych aż do dzisiaj, ludzkość wykonała ogromną pracę. Opierając się na osiągnięciach poprzednich pokoleń, stworzyliśmy całą masę narzędzi i rozwiązań które ułatwiają nam życie. W ciągu ostatnich 100 czy 200 lat postęp technologiczny znacząco przyspieszył -- i ciągle przyspiesza. Czasem mam nawet wrażenie że tempo tego postępu jest zbyt wielkie żeby za nim nadążyć.

Mamy obecnie do czynienia z tak zwaną rewolucją technologiczną. Cała tzw. cywilizacja zachodnia, opiera się na zaawansowanej technologii która kontroluje (i będzie kontrolować coraz bardziej), niemal każdy aspekt naszego życia. Mamy komputery, telefony komórkowe, telewizory, samochody, GPSy, lodówki i całą masę innych rzeczy, bez których nie wyobrażamy sobie normalnego życia.

procesor
Procesor komputerowy to jego serce i mózg. W jednym może znajdować się nawet kilka miliardów tranzystorów. Z jednej strony jest to niewiarygodne osiągnięcie, z drugie takie upakowanie technologiczne, sprawia że współczesna elektronika jest bardzo mało odporna na różne czynniki zewnętrzne, na przykład promieniowanie elektromagnetyczne.

Nowoczesna technologia daje nam wygodę i bezpieczeństwo, ale nie jest niestety pozbawiona słabych punktów. Cała konstrukcja jaką jest współczesna cywilizacja od której jesteśmy w większym lub mniejszym stopniu uzależnieni, zbudowana jest na kształt piramidy, na której szczycie znajduje się -- prąd elektryczny. Bez niego, praktycznie z dnia na dzień, tracimy wszystkie zdobycze technologii, a styl naszego życia -- o ile przeżyjemy -- będzie musiał zmienić się diametralnie.

A co jeśli… ?

Spróbuj zadać sobie pytanie: co by się stało gdyby dziś wyłączono prąd i nie włączono go przez następne dni, tygodnie, miesiące, a może nawet lata? Czy poradziłbyś sobie? Skąd wziąłbyś wodę pitną? Jak i gdzie przechowywał byś jedzenie? Jak kontaktowałbyś się z bliskimi, albo wezwał pomoc w razie potrzeby?

Jeśli wydaje Ci się że odcięcie prądu na dużym obszarze, jest bardzo mało możliwe, to muszę Cię zmartwić: jest nie tylko możliwe, ale wręcz bardzo prawdopodobne. Wszystko za sprawą tak zwanego impulsu elektromagnetycznego, nazywanego inaczej EMP (ElectroMagnetic Pulse).

Co to jest EMP i skąd się bierze?

EMP to krótki impuls energii elektromagnetycznej który może być wywołany zjawiskiem naturalnym lub spowodowany przez człowieka. Może nim być -- w zależności od źródła -- promieniowanie radiacyjne, elektryczne lub magnetyczne.

Z różnego rodzaju impulsami elektromagnetycznymi spotykamy się na co dzień. Impulsem elektromagnetycznym jest na przykład wyładowania atmosferyczne oraz różne inne formy wyładowań elektrostatycznych. Impulsy elektromagnetyczne wytwarzane są także przez silniki elektryczne oraz systemy zapłonowe silników spalinowych.

Samolot podczas testowania odporności na Impuls elektromagnetyczny
Symulator EMP HAGII-C testujący samolot Boeing E-4. Chodzi tu głównie o przetestowanie odporności samolotu na bezpośrednie uderzenia piorunów.

Pozornie wygląda więc na to, że impulsy elektromagnetyczne są wszędzie i nie są dla nas groźne. Jest to tylko częściowo prawda, bo niektóre impulsy elektromagnetyczne mają ogromną siłę i są w stanie niszczyć urządzenia elektroniczne i elektryczne oraz infrastrukturę sieci przesyłowej energii elektrycznej.

W tym tekście chciałbym skupić się na dwóch najbardziej niebezpiecznych źródłach impulsu elektromagnetycznego.

Impuls elektromagnetyczny EMP wywołany eksplozją nuklearną (Nuclear ElectroMagnetic Pulse NEMP)

Podczas wybuchu nuklearnego powstają trzy rodzaje impulsu elektromagnetycznego, które następują kolejno jeden po drugim:

Eksplozja nuklearna
Eksplozja Trinity, 16 ms po detonacji. Najwyższy punkt oglądanej kopuły na tym zdjęciu wynosi około 200 metrów.

E1 -- Impuls elektromagnetyczny E1 jest bardzo szybkim impulsem EMP powstającym podczas wybuchu nuklearnego. E1 to pojawiające się na krótko, ale intensywne pole elektromagnetyczne, które indukuje wysokie napięcia w przewodach elektrycznych. E1 jest odpowiedzialny za uszkodzenia urządzeń elektronicznych i elektrycznych, powodując przekroczenie napięcia przebicia elektrycznego. E1 może niszczyć komputery i sprzęt komunikacyjny i zmienia się zbyt szybko (nanosekundy) dla zwykłych systemów antyprzepięciowych, aby zapewnić przed nimi skuteczną ochronę. Szybko działające zabezpieczenia przeciwprzepięciowe (takie jak te wykorzystujące diody TVS) są jednak w stanie skutecznie zablokować impuls E1.

E2 -- Impuls elektromagnetyczny E2 jest impulsem o średniej długości, który trwa od około jednej mikrosekundy do jednej sekundy po wybuchu. E2 ma wiele analogii do piorunów, chociaż impuls E2 wywołany piorunami, może być znacznie silniejszy niż ten wywołany przez wybuch nuklearny. Ze względu na podobieństwa i powszechne stosowanie technologii ochrony odgromowej, E2 jest ogólnie uważany za najłatwiejszy do opanowania. Jednak według United States EMP Commission, głównym problemem związanym z E2 jest to, że następuje natychmiast po E1, który to wcześniej mógł uszkodzić urządzenia, które normalnie chroniłyby przed E2.

E3 -- Impuls elektromagnetyczny E3 różni się od E1 i E2. E3 to znacznie wolniejszy impuls, trwający od kilkudziesięciu do kilkuset sekund. Jest to spowodowane chwilowym zniekształceniem pola magnetycznego przez detonację jądrową. Impuls E3 wykazuje podobieństwo do burzy geomagnetycznej spowodowanej rozbłyskiem słonecznym. Podobnie jak burza geomagnetyczna, E3 może wytwarzać prądy indukcyjny w długich przewodach elektrycznych, uszkadzając ich komponenty, takie jak transformatory linii elektroenergetycznych. Ze względu na podobieństwo między burzami geomagnetycznymi wywołanymi energią słoneczną, a impulsem E3, powszechne stało się nazywanie burz geomagnetycznych wywołanych energią słoneczną jako „Solar EMP”. „Solar EMP” nie zawiera jednak impulsów E1 oraz E2.

Wielu ekspertów uważa, że niektóre rodzaje broni nuklearnej są zaprojektowane w ten sposób, aby zmaksymalizować efekt impulsu elektromagnetycznego. Do zastosowań militarnych najbardziej skuteczną metodą użycia nuklearnego impulsu elektromagnetycznego, jest detonacja w wyższych warstwach atmosfery. Gdy eksplozja ma miejsce więcej na wysokości od 20 do 40 km i wyżej nad powierzchnią ziemi, mówimy już nie o EMP tylko o HEMP.

O ile przy “zwykłym” wybuchu nuklearnym, tak duża wysokość nie jest wskazana (ze względu na zmniejszenie efektu fali uderzeniowej i cieplnej oraz mniejszy opad radioaktywny), to jest to bardzo skuteczna taktyka podczas rażenia impulsem elektromagnetycznym. Dzięki temu, impuls może objąć swoim zasięgiem ogromny teren. Oczywiście, siła impulsu maleje wraz z odległością, ale nawet osłabiony jest w stanie wyrządzić poważne szkody.

Wiele armii posiada także mniejsze generatory EMP, które mogą być przenoszone przez rakiety, samoloty lub pojazdy naziemne. Siła rażenia takich urządzeń jest jednak wielokrotnie mniejsza od wybuchów nuklearnych. Ma to jednak swoje zalety: dzięki temu można bardziej precyzyjnie wyznaczyć pole skutecznego działania i atakować wroga punktowo, wyłączając jedynie istotne elementy infrastruktury.

Najbardziej znany incydent wojskowy z użyciem impulsu elektromagnetycznego EMP

Choć nie jest do końca jasne, czy użyta do ataku technologia opierała się na EMP, czy raczej na zagłuszaniu i zakłócaniu sygnałów radiowych wroga, to niewątpliwe wymowa tego przypadku jest jednoznaczna i powinna dać każdemu rozsądnemu człowiekowi do myślenia.

Tło akcji

10 kwietnia 2014 r., niszczyciel USS Donald Cook wszedł na wody Morza Czarnego, a 12 kwietnia rosyjski bombowiec taktyczny Su-24, przeleciał nad statkiem wywołując incydent, który według kilku doniesień medialnych całkowicie zdemoralizował jego załogę, do tego stopnia że Pentagon wydał oficjalny protest.

Główny bohater

USS Donald Cook, to niszczyciel rakiet sterowanych czwartej generacji, którego kluczową bronią są pociski samosterujące Tomahawk o zasięgu do 2500 km, zdolne do przenoszenia głowic nuklearnych. Statek ten przewozi około 150 rakiet Tomahawk. Amerykański niszczyciel jest też wyposażony w najnowszy system walki Aegis. Jest to zintegrowany system broni morskiej, który może połączyć systemy obrony przeciwrakietowej wszystkich statków osadzonych w tej samej sieci, aby zapewnić wykrywanie, śledzenie i niszczenie setek celów w tym samym czasie.

Ponadto USS Donald Cook jest wyposażony w 4 duże radary, których moc jest porównywalna z mocą kilku stacji naziemnych. Dla własnej ochrony posiada ponad pięćdziesiąt rakiet przeciwlotniczych różnych typów.

Protagonista

Tymczasem rosyjski Su-24, który zdewastował USS Donalda Cooka, nie miał ani bomb, ani pocisków, a jedynie kosz zamontowany pod kadłubem, który według rosyjskiej gazety Rossijskaja Gazieta, zawierał urządzenie bojowe zwane Khibiny.

Incydent

Gdy rosyjski odrzutowiec zbliżał się do amerykańskiego statku, Khibiny wyłączało wszystkie radary, obwody sterowania, systemy, transmisję informacji itp. na pokładzie amerykańskiego niszczyciela. Innymi słowy, wszechmocny system Aegis, został odcięty i wyłączony, równie łatwo jak wyłącza się telewizor przy pomocy pilota.

Rosyjski Su-24 następnie zasymulował atak rakietowy na USS Donald Cook, który był w tym czasie dosłownie głuchy i ślepy. Jak na ćwiczeniach, rosyjski samolot -- nieuzbrojony -- powtórzył ten sam manewr 12 razy, zanim odleciał. Następnie, najnowocześniejszy amerykański niszczyciel czwartej generacji, natychmiast odpłynął w kierunku portu w Rumunii.

Skutki

Od czasu tego incydentu, który media zachodnie starannie ukrywały i ukrywają (bardzo trudno mi było znaleźć informacje na ten temat, mimo że swojego czasu sprawa była dość szeroko komentowana), pomimo powszechnych uspokajających reakcji i komentarzy ekspertów przemysłu obronnego, żaden amerykański statek nigdy nie zbliżył się do rosyjskich wód terytorialnych.

Według niektórych doniesień medialnych, 27 marynarzy z USS Donald Cook poprosił o zwolnienie z czynnej służby. Musieli przeżyć sporą traumę.

Epilog

Vladimir Balybine -- dyrektor centrum badawczego ds. walki elektronicznej przy Akademii Rosyjskich Sił Powietrznych -- skomentował to wydarzenie w następujący sposób:

„Im bardziej skomplikowany jest system radiowo-elektroniczny, tym łatwiej jest go wyłączyć za pomocą elektronicznych działań wojennych”.

źródło

Czy historia wydarzyła się naprawdę, czy jest to raczej wytwór rosyjskiej machiny propagandowej? Ciężko ocenić, jednak jest niemal pewne, że takie wydarzenia są jak najbardziej możliwe.

Koronalny wyrzut masy (ang. coronal mass ejection, CME)

W roku 1859 miało miejsce wydarzenie które powinno być dla nas przestrogą i ostrzeżeniem. Miała wtedy miejsce potężna burza słoneczna, której skutki na zawsze przeszły do historii. 1–2 września tego roku, nastąpił tak zwany koronalny wyrzut masy, który uderzył w ziemską magnetosferę i wywołał jedną z największych zarejestrowanych burz geomagnetycznych. Wywołany tym zjawiskiem, rozbłysk w fotosferze słonecznej został zaobserwowany i zarejestrowany przez brytyjskich astronomów Richarda C. Carrington i Richard Hodgson i w literaturze anglojęzycznej funkcjonuje jako Carrington event, czyli wydarzenie Carrington.

koronalny wyrzut masy CME
Koronalny wyrzut masy -- CME. Obraz dzięki uprzejmości: NASA

Słoneczny EMP wywołał globalne anomalie atmosferyczne

Podczas jego trwania, zorze widziane były na całym świecie -- te z półkuli północnej sięgały aż po Karaiby. Rozbłyski w Górach Skalistych w Stanach Zjednoczonych były tak jasne, że blask obudził górników, którzy zaczęli przygotowywać śniadanie ponieważ myśleli, że był już poranek.

Ludzie w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych mogli czytać gazetę przy świetle zorzy. Zorza była widoczna od biegunów do obszaru takich jak południowo-środkowy Meksyk, Queensland, Kuba, Hawaje, południowa Japonia i Chiny, a nawet na niższych szerokościach geograficznych, bardzo blisko do równika, na przykład w Kolumbii.

Zniszczona infrastruktura sieci telegraficznej

Systemy telegraficzne w całej Europie i Ameryce Północnej zawiodły, w niektórych przypadkach ich operatorzy zostali porażeni prądem. Niektóre urządzenia telegraficzne wytwarzały iskry. Część operatorów telegraficznych mogło nadal wysyłać i odbierać wiadomości, pomimo że nie działały urządzenia zasilające.

Gdyby to dziś miała miejsce burza słoneczna o takiej sile, spowodowałaby rozległe zakłócenia elektryczne, zaniki zasilania i ogromne szkody spowodowane przedłużającymi się przerwami w dostawie prądu elektrycznego. W czerwcu 2013 r. naukowcy wykorzystali dane z wydarzenia z roku 1859, w celu oszacowania aktualnego kosztu podobnego zdarzenia w samych Stanach Zjednoczonych na 0,6–2,6 biliona USD!

Burze elektromagnetyczne to nic nowego -- mieliśmy szczęście

Mniejsze burze słoneczne miały miejsce w 1921 i 1960 r., występowały wtedy powszechne zakłócenia radiowe. Burza geomagnetyczna z marca 1989 r., zniszczyła sieć energetyczną na dużych odcinkach w kanadyjskim Quebecu.

23 lipca 2012 r. zaobserwowano burzę słoneczną o podobnej sile co ta z 1859 roku, jednak fala elektromagnetyczna rozminęła się z ziemią o jakieś 9 dni (!).

Zorza polarna
Zorza polarna podczas burzy geomagnetycznej, najprawdopodobniej spowodowanej wyrzutem masy koronalnej w dniu 24 maja 2010 r., Fotografia wykonana z ISS

Jak się zabezpieczyć i przygotować?

Jest wysoce prawdopodobne że odpowiednio silny impuls elektromagnetyczny, jest w stanie uszkodzić każde urządzenie elektryczne. Różne urządzenia wykazują różną odporność na impuls elektromagnetyczny, ale niemal każde jest na nie podatne. Ciekawostką może być fakt, że stare elektronowe lampy próżniowe, bardzo dobrze znoszą impulsy elektromagnetyczny. Nie oznacza to jednak że są całkowicie odporne. Za to współczesna elektronika, na przykład komputery, dyski twarde, telefony -- są bardzo podatne na ten rodzaj zniszczenia.

Chroń swoje urządzenia, czyli klatka Faradaya

Co więc zrobić żeby zabezpieczyć naszą elektronikę i urządzenia elektryczne przed niszczycielską siłą impulsu elektromagnetycznego? Najlepszym zabezpieczeniem na taką okoliczność, które każdy z nas może wykonać na własną rękę, jest znana od dawna nauce tzw. klatka Faradaya. Nie będę się wdawał tutaj w szczegóły jej działania, bo nie jest to bardzo istotne. No i pewnie wielu z nas pamięta ją jeszcze ze szkoły.

Od strony praktycznej wystarczy pamiętać że, każdy szczelny (ale niekoniecznie hermetyczny) pojemnik metalowy jest klatką Faradaya. Może to być na przykład metalowy pojemnik na śmieci, kasetka w której przechowujemy biżuterię lub sejf na broń. Jeśli przyjrzysz się z bliska szybce kuchenki mikrofalowej, to zobaczysz na niej drobną siatkę. To także jest klatka Faradaya. Możesz w niej umieścić elektronikę oraz inny sprzęt, który chciałbyś uchronić przed impulsem elektromagnetycznym.

Jak samodzielnie wykonać klatkę Faradaya?

Samodzielne wykonanie klatki Faradaya jest bardzo proste. Wystarczy znaleźć jakiekolwiek w miarę stabilne i sztywne opakowanie -- może to być pudełko po butach albo drewniana skrzynka. Należy ją szczelnie i z każdej strony, owinąć folią aluminiową. Nada się w tym celu każda folia aluminiowa dostępna w kuchni, trzeba tylko zwrócić uwagę żeby nie było w niej żadnych dziur i otworów. Szczelnie owinięta folią aluminiową skrzynka lub pudło, będzie stanowić skuteczne zabezpieczenie przed impulsem elektromagnetycznym. Jeśli chcesz być jeszcze bardziej pewny, to możesz zdublować cały system. Wystarczy że włożysz jedną mniejszą klatkę Faradaya w drugą, większą.

Powyższe środki powinny być wystarczające, trzeba sobie tylko zdawać sprawę z tego, że takie rozwiązanie nigdy nie było testowane w obliczu prawdziwej katastrofy, więc nie można ze stuprocentową pewnością stwierdzić że ten system zadziała. Pamiętaj że impuls elektromagnetyczny o odpowiednio dużej mocy, zniszczy każde urządzenie elektryczne. Wlicza się w to także generator prądu, albo prądnica wykorzystująca baterie słoneczne, więc jeśli masz takie urządzenie i chcesz je uchronić przed impulsem elektromagnetycznym, to także powinieneś je zabezpieczyć w sposób opisany powyżej.

Ostatnia uwaga na temat klatki Faradaya -- niektórzy twierdzą że do poprawnego funkcjonowania wymaga ona uziemienia, jednak nie jest to prawda: klatka Faradaya nie potrzebuje uziemienia.

Co odpalenie EMP oznacza dla ludzi

Bezpośrednie działanie impulsu elektromagnetycznego na człowieka w większości przypadków nie wyrządzi mu trwałej szkody, no chyba że mamy akurat wyjątkowego pecha i trafi nas piorun.

O wiele większym problemem jest przeżycie bez wszystkich cywilizacyjnych udogodnień. Silny impuls elektromagnetyczny jest w stanie trwale i na długi czas, wyłączyć prąd elektryczny na bardzo dużym obszarze. Jak już wspomniałem wcześniej, nasza cywilizacja opiera się na prądzie elektrycznym i bez niego wszystkie systemy do których jesteśmy przyzwyczajeni przestają działać: nie tylko tracimy komunikację i łączność ze światem, ale także mamy utrudniony dostęp do wody pitnej. Pompy dostarczające wodę w miastach, przestaną pracować praktycznie od razu, choć jeszcze przez jakiś czas woda w niektórych kranach będzie płynęła, bo część infrastruktury opiera się na działaniu grawitacyjnym.

Zadbaj o zapas wody pitnej

Z tego powodu, po odpaleniu EMP, najważniejszą rzeczą jest zgromadzenie zapasów pitnej wody. Dobrze jest także zabezpieczyć się kupując tak zwaną słomkę życia, która filtruje wodę i uzdatnia ją do picia. Dzięki niej możesz pić bez stresu zatrucia, prawie każdą wodę, nawet z kałuży.

Oprócz wody pitnej należy zastanowić się nad innymi niezbędnymi człowiekowi do życia rzeczami: pożywieniem, ciepłem, lekarstwami -- ale to już temat na inny artykuł.

Uciekaj z miasta

Ewentualne odpalenie impulsu elektromagnetycznego odczują najbardziej mieszkańcy wielkich miast, dlatego jeśli mieszkasz w dużej aglomeracji, to powinieneś zastanowić się nad jakimś planem awaryjnym i zaplanować wydostanie się z miasta do bezpieczniejszego miejsca. Weź tylko pod uwagę fakt, że cała komunikacja miejska, samochody, a nawet hulajnogi elektryczne, nie będą funkcjonowały. Pozostaje Ci więc albo piesza wędrówka, albo jazda na rowerze lub innym pojeździe napędzanym siłą mięśni.

Przezorny zawsze ubezpieczony

Z powyższych informacji wyłania się mrożący krew w żyłach scenariusz. Impuls elektromagnetyczny może wywołać totalną katastrofą na ogromną skalę. Nawet jeżeli nie obawiamy się konfliktu nuklearnego, to najbliższa nam gwiazda -- czyli słońce -- ma potencjał zniszczenia cywilizacji jaką znamy w jednym, gwałtownym impulsie. Grozę sytuacji powiększa też fakt, że takie wybuchy miały już miejsce w przeszłości i to wcale nie tak odległej. Być może następny jest tylko kwestią czasu.

Więcej informacji na temat potencjalnych szkód wywołanych przez EMP w tym raporcie Kongresu USA.

Dodaj komentarz

avatar
10000
  Subskrybuj  
Powiadom o