نابودگر خاموش
نويسنده: محمد حاج زمان
امواج پرقدرت در يک لحظه دشمن را زمينگير کرده و همه تجهيزات اش را از کار مي اندازد، آن هم در سکوت کامل
هدف اصلي در بيشتر نبردهاي نظامي، نابودي و از بين بردن نيروهاي متخاصم نيست، چه بسا هدف، زنده ماندن، به اسارت گرفتن يا حتي متفرق ساختن آنها باشد. همين گزينه در کنار اوج گيري مخالفت هاي عمومي عليه ساخت، نگهداري و استفاده از سلاح هاي کشتار جمعي باعث شده که نسل جديدي از سلاح هاي نوين، با عنوان سلاح هاي غيرکشنده وارد ادبيات نظامي ابرقدرت ها شود. اين سلاح ها اگرچه ممکن است در برخي موارد حتي باعث مرگ شوند ولي عموماً موجب زمين گيري، مشغوليت و آزار نيروهاي طرف مقابل خواهند شد. سلاح هاي غيرکشنده به سلاح هايي گفته مي شود که به منظور ايجاد جراحت، بدون اثر کشندگي يا ايجاد آسيب برگشت ناپذير عليه افراد به کار برده مي شوند. از جمله اين سلاح ها که اساساً به منظور ناتوان سازي پرسنل يا مواد و تجهيزات به کار مي روند، مي توان به بمب هاي بدبو، پليمرهاي چسبنده، مواد الکترومغناطيسي، ريز موج(مايکروويو)، شوک دهنده عصبي، سلاح هاي اپتيکي، انواع ليزرهاي جنگي و سلاح هاي صوتي و مافوق صوت اشاره کرد. دراين بين، تسليحاتي که با استفاده از پرتوهاي ريز موج يک ماکروويو در مقياس بزرگ به راه مي اندازند، پيشرفته ترين آنها محسوب مي شوند.
امواج مايکروويو، امواجي با طول موج کوتاه و انرژي فراوان هستند. از اين امواج در سامانه هاي مخابراتي، سامانه هاي راداري و لوازم خانگي مانند اجاق هاي مايکروويو استفاده مي شود. در اجاق هاي مايکروويو يا همان مايکروفر، انرژي زياد اين امواج باعث افزايش فعاليت مولکول ها به خصوص مولکول آب مي شود و با افزايش دما، غذا را مي پزد. در کاربرد نظامي، همين توان و انرژي بالا براي آزار نيروهاي دشمن و ايجاد آسيب در تجهيزات آنها به کار مي رود.
نحوه عملکرد سلاح هاي مايکروويو براساس اينکه براي مقابله با نيروهاي دشمن يا تجهيزات آنها استفاده شود، متفاوت است. از جمله معروف ترين سلاح هاي مايکروويو ضد نفر مي توان «سيستم مانع فعال» را نام برد. اين سلاح طي دو ثانيه، انرژي مايکروويو متمرکزي را آزاد مي کند که با ايجاد سوزش شديد در پوست، فرد مقاوم را به فراري غيرارادي وادار مي کند. آزمايش ها نشان داده که درد سوزش پس از چند ثانيه غيرقابل تحمل مي شود.
ازآنجا که اين امواج حداکثر تا عمق دو ميلي متري زيرپوست نفوذ مي کنند، بهترين راه دفاع در برابرآن، پوشاندن سطح بدن و نقاط بي حفاظ است. لباس ضخيم، جليقه ضد گلوله، کلاه هاي داراي تلق صورت، دستکش و نظاير آن مي تواند جلوي نفوذ امواج را بگيرد. همچنين فرد با حفاظت خود از تابش مستقيم، پناه گرفتن پشت وسايل يا درون سنگر، تحرک و جا به جايي مي تواند مانع از تمرکز امواج و تاثير سوء آنها شود. اما براي از کار انداختن تجهيزات دشمن، از امواج مايکروويو با قدرت بالا استفاده مي شود. سلاح هايي که از اين امواج پرقدرت استفاده مي کنند، با انتشار انرژي شديد در زمان بسيار کوتاهي موجب مي شوند که جريان ناپايداري به پتانسيل چند هزار ولت در ابزارهاي نيمه رسانا القا شود و مدارهاي الکترونيکي در اصطلاح بسوزند. تجهيزات الکترونيکي، رايانه ها، رادارها و بي سيم ها در همان لحظات نخست از کار مي افتند. درعين حال، بدن انسان به عنوان يک نيمه رسانا عمل مي کند و اين امواج را جذب مي کند.
به نظر شما چنين چيزي امکان دارد؟ اگر اهل تماشاي فيلم هاي اکشن باشيد، نمونه اي از اين پديده را در فيلم هاي ماتريکس يا 11 يار اوشن ديده ايد. تاثيرات پالس يک انفجار الکترومغناطيسي روي هر ابزار داراي مدارهاي الکترونيکي شبيه به توصيفات فوق است. اثر پالس الکترومغناطيسي براي نخستين بار طي آزمايش هاي هسته اي مشاهده شد. مشخصه اين اثر، توليد يک پالس الکترومغناطيس خيلي کوتاه(در حد صد نانو ثانيه) اما بسيار شديد است که از منبع انتشار ساطع مي شود. پالس الکترومغناطيس، ميدان الکترومغناطيس پرقدرتي را به ويژه در محل انفجار توليد مي کند که توانايي توليد هزاران ولت جريان کوتاه مدت را روي مواد رساناي الکتريکي از جمله سيم ها و صفحات مدار چاپي دارد. به همين دليل است که اهميت نظامي فراواني هم دارد و مي تواند اثرات تخريبي جبران ناپذيري را روي محدوده وسيعي از تجهيزات الکتريکي و الکترونيکي به ويژه رايانه ها، راديوها يا سامانه هاي راداري برجا بگذارد. شدت ميدان توليد شده و سختي الکترومغناطيسي قطعات الکترونيکي که مقاومت تجهيزات را در مقابل اين اثر بيان مي کنند، مقدار تخريب ايجاد شده روي تجهيزات را تعيين مي کند.
تجهيزات رايانه هاي تجاري از نيمه رساناهاي اکسيد فلزي ساخته مي شوند که به پالس هاي ولتاژ بالا بسيار حساسند، بنابراين اين سامانه ها در مقابل اثر پالس الکترومغناطيس آسيب پذيري بيشتري دارند. رايانه هاي مورد استفاده در سامانه هاي پردازش اطلاعات، سامانه هاي اطلاعاتي، نمايشگرها و رايانه هاي متصل به تجهيزات نظامي از جمله پردازشگرها و سامانه هاي ديجيتالي در مقابل اثر پالس الکترومغناطيس آسيب پذيرند. کابل هاي مسي بسيار بلند بين تجهيزات ارتباطات راه دور، ديودها و ترانزيستورهاي فرکانس بالا و مينياتوري موجود در گيرنده ها، رادارها و تجهيزات نظامي الکترونيکي ، ماهواره ها ،تجهيزات UHF;VHF;HF و تجهيزات ارتباطات باند کوتاه نيز همگي در برابر پالس الکترومغناطيس، ناتوان و تخريب پذير هستند. تازه به اين توجه داشته باشيد که تجهيزات پيشرفته و جديد امروزي معمولاً به شکل فشرده ارائه مي شوند و اگر بخشي از آن آسيب ببيند، امکان تعويض يا تعمير آن قسمت وجود ندارد و بايد ابزار جديدي را تهيه و جايگزين کرد. به زبان خيلي ساده، هيچ وسيله الکتريکي و الکترونيکي از قدرت نابودگر پالس هاي الکترومغناطيس در امان نيست.
براي اين منظور مي توان تجهيزات را در يک پوشش هادي الکتريکي، موسوم به پوشش فاراده قرار داد. وقتي پالس الکترومغناطيس به اين پوشش برخورد کند، انرژي آن به وسيله مواد هادي پوشش جذب شده و لذا سامانه هاي درون پوشش کامل مصون مي ماند.
اين اثر مشابه زماني است که يک هواپيما به رعد و برق برخورد مي کند. دراين شرايط پوسته بيروني هواپيما انرژي را در بيرون بدنه جريان داده و تخليه مي کند، به گونه اي که هيچ سامانه اي درون هواپيما آسيب نمي بيند.
براي محافظت صحيح يک سامانه بايد اطمينان حاصل کرد که تمام ورودي هاي آن سامانه داراي پوشش بوده و بدون پوشش فاراده رها نشده باشد. همين موضوع نيز به عنوان ضعف عمده اين روش تلقي مي شود، زيرا غالبا سامانه هاي تحت پوشش نيازمند ارتباط با محيط خارج از پوشش هستند. کابل هاي انتقال نيرو، سيم هاي ارتباطي و اطلاعاتي و حتي آنتن هاي فرستنده و گيرنده، از کانال هاي ارتباطي سامانه با محيط بيرون از پوشش مي باشند. در مجموع هر سيمي که به پوشش وارد مي شود يک کانال بالقوه براي انتقال موج قدرتمند انرژي و پالس الکترومغناطيس به درون پوشش فاراده و تخريب وسايل بوده و در عمل پوشش فاراده را بي تاثير مي سازد. علاوه بر اين، مقاومت سامانه درون پوشش به شدت پالس الکترومغناطيس و مقاومت پوشش فاراده روي سامانه وابسته است.
امواج مايکروويو چگونه تجهيزات الکترونيکي را از کار مي اندازند؟
1-موتورهاي هواپيما و باتري ها طي ده نانو ثانيه، يک سري امواج چند گيگا واتي پشت سرهم ايجاد مي کنند. هر موج يک باريکه الکترون توليد مي کند. اين باريکه هاي الکتروني سپس وارد يک مجراي پهن تر مي شود که منجر به کاهش سرعت و پراکندگي جريان الکترون ها و آزاد شدن انرژي آنها به صورت امواج مايکروويو مي شود.
2-آنتن هواپيماي بدون سرنشين امواج مايکروويو را پخش مي کند.
3-ميدان الکتريکي امواج مايکروويو با القاي يک نوسان شديد جريان در سيم هاي حفاظت نشده مدارها، باعث سوختن تجهيزات الکترونيکي مي شوند. امواج مايکروويو قادرند با عبور از درون لوله ها يا مجاري تهويه به سنگرهاي زيرزميني نيز نفوذ کنند و تجهيزات آنها را نيز از کار بيندازند.
منبع: نشريه دانستنيها شماره 20
هدف اصلي در بيشتر نبردهاي نظامي، نابودي و از بين بردن نيروهاي متخاصم نيست، چه بسا هدف، زنده ماندن، به اسارت گرفتن يا حتي متفرق ساختن آنها باشد. همين گزينه در کنار اوج گيري مخالفت هاي عمومي عليه ساخت، نگهداري و استفاده از سلاح هاي کشتار جمعي باعث شده که نسل جديدي از سلاح هاي نوين، با عنوان سلاح هاي غيرکشنده وارد ادبيات نظامي ابرقدرت ها شود. اين سلاح ها اگرچه ممکن است در برخي موارد حتي باعث مرگ شوند ولي عموماً موجب زمين گيري، مشغوليت و آزار نيروهاي طرف مقابل خواهند شد. سلاح هاي غيرکشنده به سلاح هايي گفته مي شود که به منظور ايجاد جراحت، بدون اثر کشندگي يا ايجاد آسيب برگشت ناپذير عليه افراد به کار برده مي شوند. از جمله اين سلاح ها که اساساً به منظور ناتوان سازي پرسنل يا مواد و تجهيزات به کار مي روند، مي توان به بمب هاي بدبو، پليمرهاي چسبنده، مواد الکترومغناطيسي، ريز موج(مايکروويو)، شوک دهنده عصبي، سلاح هاي اپتيکي، انواع ليزرهاي جنگي و سلاح هاي صوتي و مافوق صوت اشاره کرد. دراين بين، تسليحاتي که با استفاده از پرتوهاي ريز موج يک ماکروويو در مقياس بزرگ به راه مي اندازند، پيشرفته ترين آنها محسوب مي شوند.
امواج مايکروويو، امواجي با طول موج کوتاه و انرژي فراوان هستند. از اين امواج در سامانه هاي مخابراتي، سامانه هاي راداري و لوازم خانگي مانند اجاق هاي مايکروويو استفاده مي شود. در اجاق هاي مايکروويو يا همان مايکروفر، انرژي زياد اين امواج باعث افزايش فعاليت مولکول ها به خصوص مولکول آب مي شود و با افزايش دما، غذا را مي پزد. در کاربرد نظامي، همين توان و انرژي بالا براي آزار نيروهاي دشمن و ايجاد آسيب در تجهيزات آنها به کار مي رود.
نحوه عملکرد سلاح هاي مايکروويو براساس اينکه براي مقابله با نيروهاي دشمن يا تجهيزات آنها استفاده شود، متفاوت است. از جمله معروف ترين سلاح هاي مايکروويو ضد نفر مي توان «سيستم مانع فعال» را نام برد. اين سلاح طي دو ثانيه، انرژي مايکروويو متمرکزي را آزاد مي کند که با ايجاد سوزش شديد در پوست، فرد مقاوم را به فراري غيرارادي وادار مي کند. آزمايش ها نشان داده که درد سوزش پس از چند ثانيه غيرقابل تحمل مي شود.
ازآنجا که اين امواج حداکثر تا عمق دو ميلي متري زيرپوست نفوذ مي کنند، بهترين راه دفاع در برابرآن، پوشاندن سطح بدن و نقاط بي حفاظ است. لباس ضخيم، جليقه ضد گلوله، کلاه هاي داراي تلق صورت، دستکش و نظاير آن مي تواند جلوي نفوذ امواج را بگيرد. همچنين فرد با حفاظت خود از تابش مستقيم، پناه گرفتن پشت وسايل يا درون سنگر، تحرک و جا به جايي مي تواند مانع از تمرکز امواج و تاثير سوء آنها شود. اما براي از کار انداختن تجهيزات دشمن، از امواج مايکروويو با قدرت بالا استفاده مي شود. سلاح هايي که از اين امواج پرقدرت استفاده مي کنند، با انتشار انرژي شديد در زمان بسيار کوتاهي موجب مي شوند که جريان ناپايداري به پتانسيل چند هزار ولت در ابزارهاي نيمه رسانا القا شود و مدارهاي الکترونيکي در اصطلاح بسوزند. تجهيزات الکترونيکي، رايانه ها، رادارها و بي سيم ها در همان لحظات نخست از کار مي افتند. درعين حال، بدن انسان به عنوان يک نيمه رسانا عمل مي کند و اين امواج را جذب مي کند.
پالس الکترومغناطيسي
به نظر شما چنين چيزي امکان دارد؟ اگر اهل تماشاي فيلم هاي اکشن باشيد، نمونه اي از اين پديده را در فيلم هاي ماتريکس يا 11 يار اوشن ديده ايد. تاثيرات پالس يک انفجار الکترومغناطيسي روي هر ابزار داراي مدارهاي الکترونيکي شبيه به توصيفات فوق است. اثر پالس الکترومغناطيسي براي نخستين بار طي آزمايش هاي هسته اي مشاهده شد. مشخصه اين اثر، توليد يک پالس الکترومغناطيس خيلي کوتاه(در حد صد نانو ثانيه) اما بسيار شديد است که از منبع انتشار ساطع مي شود. پالس الکترومغناطيس، ميدان الکترومغناطيس پرقدرتي را به ويژه در محل انفجار توليد مي کند که توانايي توليد هزاران ولت جريان کوتاه مدت را روي مواد رساناي الکتريکي از جمله سيم ها و صفحات مدار چاپي دارد. به همين دليل است که اهميت نظامي فراواني هم دارد و مي تواند اثرات تخريبي جبران ناپذيري را روي محدوده وسيعي از تجهيزات الکتريکي و الکترونيکي به ويژه رايانه ها، راديوها يا سامانه هاي راداري برجا بگذارد. شدت ميدان توليد شده و سختي الکترومغناطيسي قطعات الکترونيکي که مقاومت تجهيزات را در مقابل اين اثر بيان مي کنند، مقدار تخريب ايجاد شده روي تجهيزات را تعيين مي کند.
اثرات تخريبي
تجهيزات رايانه هاي تجاري از نيمه رساناهاي اکسيد فلزي ساخته مي شوند که به پالس هاي ولتاژ بالا بسيار حساسند، بنابراين اين سامانه ها در مقابل اثر پالس الکترومغناطيس آسيب پذيري بيشتري دارند. رايانه هاي مورد استفاده در سامانه هاي پردازش اطلاعات، سامانه هاي اطلاعاتي، نمايشگرها و رايانه هاي متصل به تجهيزات نظامي از جمله پردازشگرها و سامانه هاي ديجيتالي در مقابل اثر پالس الکترومغناطيس آسيب پذيرند. کابل هاي مسي بسيار بلند بين تجهيزات ارتباطات راه دور، ديودها و ترانزيستورهاي فرکانس بالا و مينياتوري موجود در گيرنده ها، رادارها و تجهيزات نظامي الکترونيکي ، ماهواره ها ،تجهيزات UHF;VHF;HF و تجهيزات ارتباطات باند کوتاه نيز همگي در برابر پالس الکترومغناطيس، ناتوان و تخريب پذير هستند. تازه به اين توجه داشته باشيد که تجهيزات پيشرفته و جديد امروزي معمولاً به شکل فشرده ارائه مي شوند و اگر بخشي از آن آسيب ببيند، امکان تعويض يا تعمير آن قسمت وجود ندارد و بايد ابزار جديدي را تهيه و جايگزين کرد. به زبان خيلي ساده، هيچ وسيله الکتريکي و الکترونيکي از قدرت نابودگر پالس هاي الکترومغناطيس در امان نيست.
دفاع در مقابل امواج مايکروويو
براي اين منظور مي توان تجهيزات را در يک پوشش هادي الکتريکي، موسوم به پوشش فاراده قرار داد. وقتي پالس الکترومغناطيس به اين پوشش برخورد کند، انرژي آن به وسيله مواد هادي پوشش جذب شده و لذا سامانه هاي درون پوشش کامل مصون مي ماند.
اين اثر مشابه زماني است که يک هواپيما به رعد و برق برخورد مي کند. دراين شرايط پوسته بيروني هواپيما انرژي را در بيرون بدنه جريان داده و تخليه مي کند، به گونه اي که هيچ سامانه اي درون هواپيما آسيب نمي بيند.
براي محافظت صحيح يک سامانه بايد اطمينان حاصل کرد که تمام ورودي هاي آن سامانه داراي پوشش بوده و بدون پوشش فاراده رها نشده باشد. همين موضوع نيز به عنوان ضعف عمده اين روش تلقي مي شود، زيرا غالبا سامانه هاي تحت پوشش نيازمند ارتباط با محيط خارج از پوشش هستند. کابل هاي انتقال نيرو، سيم هاي ارتباطي و اطلاعاتي و حتي آنتن هاي فرستنده و گيرنده، از کانال هاي ارتباطي سامانه با محيط بيرون از پوشش مي باشند. در مجموع هر سيمي که به پوشش وارد مي شود يک کانال بالقوه براي انتقال موج قدرتمند انرژي و پالس الکترومغناطيس به درون پوشش فاراده و تخريب وسايل بوده و در عمل پوشش فاراده را بي تاثير مي سازد. علاوه بر اين، مقاومت سامانه درون پوشش به شدت پالس الکترومغناطيس و مقاومت پوشش فاراده روي سامانه وابسته است.
امواج مايکروويو چگونه تجهيزات الکترونيکي را از کار مي اندازند؟
1-موتورهاي هواپيما و باتري ها طي ده نانو ثانيه، يک سري امواج چند گيگا واتي پشت سرهم ايجاد مي کنند. هر موج يک باريکه الکترون توليد مي کند. اين باريکه هاي الکتروني سپس وارد يک مجراي پهن تر مي شود که منجر به کاهش سرعت و پراکندگي جريان الکترون ها و آزاد شدن انرژي آنها به صورت امواج مايکروويو مي شود.
2-آنتن هواپيماي بدون سرنشين امواج مايکروويو را پخش مي کند.
3-ميدان الکتريکي امواج مايکروويو با القاي يک نوسان شديد جريان در سيم هاي حفاظت نشده مدارها، باعث سوختن تجهيزات الکترونيکي مي شوند. امواج مايکروويو قادرند با عبور از درون لوله ها يا مجاري تهويه به سنگرهاي زيرزميني نيز نفوذ کنند و تجهيزات آنها را نيز از کار بيندازند.
نسل جديد سلاح هاي مايکروويو
منبع: نشريه دانستنيها شماره 20
