電磁脈沖或?qū)⒃斐蓺缧詡? 美國空軍已采取措施, 我們應(yīng)當為此擔心嗎?

制造電磁脈沖的一種方法是引爆核彈。這是在馬紹爾群島的埃尼威托克環(huán)礁進行的第一次氫彈試驗(“常春藤行動”)期間, 滾滾的白色蘑菇云升騰而起 (圖片來源:CORBIS/ CORBIS via Getty Images)。

美國德克薩斯州的一個空軍基地已經(jīng)采取了防范電磁脈沖(EMP: electromagnetic pulse) 攻擊的初步措施。但電磁脈沖到底是什么，它的威脅有多大?德克薩斯州拉克蘭圣安東尼奧聯(lián)合基地的官員發(fā)出對一個名為石油、石油和潤滑綜合設(shè)施進行勘察的請求。據(jù)悉，調(diào)查將在更詳細的漏洞測試之前確定任何可能易受電磁脈沖攻擊的設(shè)備。在那之后，官員們會想辦法在電磁脈沖攻擊的情況下保證設(shè)備的安全。

什么是電磁脈沖?電磁脈沖是一種巨大的電磁能量爆發(fā)，可以自然發(fā)生，也可以利用核武器故意產(chǎn)生。盡管許多專家認為電磁脈沖不會構(gòu)成太大威脅，但一些人認為，這些類型的武器可能會被廣泛用來破壞依賴電力的社會?！澳憧梢杂靡环N武器摧毀整個北美電網(wǎng)，”國防分析師彼得·普瑞(Peter Pry)說。他曾在國會電磁脈沖委員會(Congressional EMP Commission)任職，該委員會成立的目的是評估電磁脈沖攻擊的威脅，但已停運?！耙坏╇娋W(wǎng)癱瘓，一切都會崩潰，”普瑞說明, 社會“一切都依賴電力:電信、交通，甚至水?！?/p>

根據(jù)該請求，拉克蘭的測試是對時任總統(tǒng)唐納德·特朗普發(fā)布的一項行政命令的回應(yīng)，該命令要求聯(lián)邦政府加強基礎(chǔ)設(shè)施，以對抗電磁脈沖。為該項目提供咨詢的普瑞說，調(diào)查和由此產(chǎn)生的升級是美國空軍加強防御這類威脅的衍生計劃。

為什么電磁脈沖如此危險?電磁脈沖會釋放出巨大的電磁波，就像一塊巨大的移動磁鐵。這種不斷變化的磁場會導(dǎo)致附近導(dǎo)線中的電子移動，從而產(chǎn)生電流。有了如此巨大的能量爆發(fā)，電磁脈沖可以在波及范圍內(nèi)的任何電子設(shè)備中造成破壞性的電涌。

這些脈沖可以有意或自然地發(fā)生。當太陽噴出大量等離子體流時，自然電磁脈沖就會發(fā)生，如果它們朝我們飛來，地球的自然磁場會使它們偏轉(zhuǎn)。但當太陽一次噴出足夠多的等離子體時，撞擊會導(dǎo)致磁場擺動，并產(chǎn)生強大的電磁脈沖。上一次發(fā)生這種情況是在1859年所謂的卡靈頓事件，當時電子設(shè)備還很罕見，但它摧毀了大部分剛建成的電報網(wǎng)絡(luò)。

其次就是認為產(chǎn)生的電磁脈沖。普瑞說，如果核武器在高空大氣中被引爆，它所釋放的伽馬輻射可以從空氣分子中剝離電子，并將它們加速到接近光速。這些帶電荷的電子會被地球磁場包圍。當它們四處移動時，就會產(chǎn)生強大的波動電流，進而產(chǎn)生大規(guī)模的電磁脈沖。爆炸也會扭曲地球磁場，產(chǎn)生類似于自然產(chǎn)生的電磁脈沖的較慢脈沖。在美國上空約200英里(300公里)處引爆核武器可以產(chǎn)生一個電磁脈沖，覆蓋北美大部分地區(qū)。炸彈的爆炸和輻射在到達地面之前就會消散，但產(chǎn)生的電磁脈沖將強大到足以摧毀整個地區(qū)的電子設(shè)備?！叭绻阏驹诒ǖ恼路?，你甚至聽不到爆炸的聲音，”普瑞說,“電磁脈沖會無害地穿過你的身體?！?/p>

一個半徑不到一公里的小型電磁脈沖也可以通過將高壓電源與天線結(jié)合而產(chǎn)生，天線會將這種能量以電磁波的形式釋放出來。美國軍方有一種攜帶電磁脈沖發(fā)生器的巡航導(dǎo)彈原型。該項目被稱為反電子高功率微波先進導(dǎo)彈項目(CHAMP)，可用于瞄準特定的敵方設(shè)施。普瑞表示，許多軍隊甚至恐怖組織都有能力制造電磁脈沖發(fā)生器。

他說:“我們已經(jīng)達到了這樣一個境界，一個人用這樣的設(shè)備就可以推翻一個大城市的文明技術(shù)支柱?！狈乐闺姶琶}沖所需要的技術(shù)與已經(jīng)用于防止由閃電引起的電涌造成損害的技術(shù)類似。這些技術(shù)必須適用于處理更高的電壓，目前, 可以將多余電壓轉(zhuǎn)移到地球的浪涌保護器或屏蔽電磁輻射的法拉第籠等設(shè)備已經(jīng)可以完成這項工作。

普瑞說，EMP委員會估計，要保護國家電網(wǎng)中最重要的設(shè)備將花費20億到40億美元，但理想情況下，他希望看到費用的降低，以便EMP保護內(nèi)置到設(shè)備中。

我們需要擔心電磁脈沖的威脅嗎?不過，電磁脈沖造成的威脅還遠未解決。由公用事業(yè)公司資助的電力研究所(Electric Power Research Institute) 2019年的一份報告發(fā)現(xiàn)，這樣的攻擊可能會導(dǎo)致局部停電，但不會導(dǎo)致全國電網(wǎng)故障，恢復(fù)時間將與其他大規(guī)模停電類似。

奧本大學(xué)麥克拉里網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全研究所主任弗蘭克·西魯夫(Frank Cilluffo)表示，雖然電磁脈沖的攻擊肯定是毀滅性的，但美國的敵人不太可能實施如此肆無忌憚的攻擊。西魯夫告訴《生活科學(xué)》雜志:“對手還有其他方法可以達到一些相同的效果，其中一些更便宜，而另一些則不易察覺?！?/p>

這些替代方案可能包括網(wǎng)絡(luò)攻擊，摧毀包括電網(wǎng)在內(nèi)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，甚至試圖破壞現(xiàn)代社會如此依賴的天基通信或GPS系統(tǒng)。預(yù)防電磁脈沖的工作是有意義的，特別是考慮到另一個類似卡靈頓事件的可能性，但這些升級不應(yīng)該分散對更可能的攻擊的防御注意力。

BY:Edd Gent

FY: 徐展博

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