Enkele voorbeschouwingen.
Een terugblik in het verleden.
De beschrijving van het EMP-verschijnsel.
De kwalijke gevolgen van de EMP.
De E-bom als conventioneel EMP-wapen.
Een schets van de huidige situatie.
De mogelijke bescherming.
Is de elektromagnetische puls of EMP meer dan fantasie?

Enkele voorbeschouwingen.

Ongetwijfeld ben je op de hoogte van het feit dat je polshorloge plots wel eens kan gaan haperen nadat je te dicht bij een elektrische motor stond. Iedereen weet ook dat computerdiskettes en bankkaarten uit magnetische velden moeten blijven omdat ze anders kunnen gewist of beschadigd worden. En wat moeten we denken over de jongste elektriciteitspannes die achtereenvolgens de Verenigde Staten (VS), Zweden, Denemarken, Groot-Brittannië en Italië verlamden? In dit laatste geval was een omgevallen boom op een Zwitserse hoogspanningslijn de oorzaak. Of was het een bom? Heel zeker niet. Nochtans zouden dezelfde kwalijke gevolgen, en zelfs nog veel meer, hun oorsprong kunnen vinden in een nauwelijks waarneembaar fenomeen dat men de elektromagnetische puls of EMP noemt. Het grote publiek kon met dit verschijnsel kennis maken in de James Bond film, Golden Eye. Op enkele recente artikels in computertijdschriften na wordt er bij ons, in tegenstelling tot het buitenland, niet veel aandacht besteed aan het onderwerp. Nu dat het vast staat dat de EMP niet alleen veel schade kan aanrichten na de ontploffing van een nucleaire bom buiten de atmosfeer, maar ook na het gebruik van een conventionele vrij eenvoudige constructie, kan men toch wel spreken van een toenemende wereldwijde ongerustheid om de EMP het hoofd te bieden. Na een terugblik in het verleden, na de beschrijving van het verschijnsel, na een overzicht van de kwalijke gevolgen, na een toelichting over de E-bom, na een schets van de huidige situatie en van de mogelijke bescherming, kunnen we hopelijk een duidelijk antwoord formuleren op de vraag of de elektromagnetische puls meer is dan fantasie.

BEGIN PAGINA.

Een terugblik in het verleden.

Naar aanleiding van de Cuba-crisis en na een onderbreking van 3 jaar van alle kernproeven werden in 1962 de testen hervat door de toenmalige kernmogendheden. Een van de 143 nucleaire tests dat jaar vond plaats in het kader van Operatie Fishbowl boven de Stille Oceaan in de omgeving van Johnston Island. Met een Thor raket werd een nucleaire lading van 1,4 megaton op 400 km hoogte tot ontploffing gebracht. De test zou meer duidelijkheid moeten brengen over hoe een anti-ballistische raket kan functioneren in een nucleaire omgeving, over de kwetsbaarheid van een kernkop die zich in een omgeving van een nucleaire ontploffing bevindt, over de mogelijkheid van een VS-radar om kernkoppen op te sporen en te volgen, over de effecten van een nucleaire ontploffing op grote hoogte op commando- en controlesystemen die reeds bij vroegere proeven kwetsbaar bleken te zijn en ten slotte over de mogelijkheden en beperkingen van tests in de ruimte.

Op zondag 9 juli 1962 om 11 uur 's avonds onmiddellijk na de explosie, met de codenaam Starfish Prime, vormden verschillende lichtkransen een bijzonder visueel spektakel. Vanaf ongeveer één minuut tot 20 minuten na de ontploffing was een speciale aurora waarneembaar in de Samoa eilanden, gelegen op ruim 3200 km van de plaats van de test. Om videobeelden te bekijken van deze proeven, en ook van andere nucleaire tests, kan je hier terecht.  Maar iets dichterbij, namelijk op 1300 km naar het oosten in Hawaï, gebeurden er op het moment van de ontploffing echt rare dingen. Straatlichten en elektriciteitszekeringen gingen stuk op Oahu, de telefoonverbindingen werden verbroken op Kauai en in anekdotische verslagen spreekt men van auto's die stilvielen. De militaire apparatuur op Hawaï ondervond blijkbaar geen hinder omdat deze destijds vooral met elektronenbuizen was uitgerust. De geleerden stonden echter wel voor een raadsel. Ook in de Sovjet Unie bleef men destijds het antwoord schuldig. Tijdens atmosferische test stelden zij wel vast dat telefoonlijnen beschadigd werden over afstanden gaande tot 500 km van de plaats van ontploffing terwijl een segment van 1000 km van een hoogspanningsnet buiten gebruik werd gesteld. Voor een verklaring omtrent de elektromagnetische gevolgen van een nucleaire ontploffing in de atmosfeer bleef de wetenschap sprakeloos. In 1965 zou uiteindelijk gepubliceerd worden dat men met de EMP te maken had. 

Noch in militaire noch in burgerlijke kringen maakte men zich voorlopig zorgen over de EMP. Wanneer men in de loop van de jaren zeventig echter overgaat tot de ontwikkeling van de halfgeleidertechniek, waarbij de transistor grootschalig wordt toegepast in communicatie- en stuursystemen, begint men zich toch wel een beetje zorgen te maken. De transistor blijkt immers zeer kwetsbaar te zijn voor de EMP. Er wordt dan ook koortsachtig gewerkt om de EMP het hoofd te bieden. Wanneer het Zweedse vredesinstituut bij monde van Frank Barnaby verklaart in 1981 dat het technologische hypermoderne verdedigingssysteem van het Westen wordt bedreigd door een bij het publiek nauwelijks bekend gevaar, de EMP, komen de tongen los. Enkele kranten beschrijven summier het fenomeen. Knack Magazine publiceert einde 1981 een artikel onder de titel De sluimerende draak heet EMP. Het is echter de Bayerische Rundfunk die enkele maanden eerder in de reeks Berichten aus der Wissenschaft  een alarmerende film over EMP vertoont. De bedreiging wordt goed gedocumenteerd. De militaire verantwoordelijken maar ook de burgerlijke instanties konden hun hoofd moeilijk in het zand steken. Dat er al of niet iets is ondernomen om de sluimerende elektronische draak in te tomen, moge blijken uit het vervolg van deze bijdrage. Terloops valt ook nog even aan te stippen dat een analyse tijdens een cursus aan een NAVO-school begin 1981 erg profetisch overkwam, indien men nu algemeen aanvaardt dat de EMP met conventionele middelen kan worden opgewekt door middel van de E-bom. "Met conventionele radiofrequentieantennes zouden microgolven als gerichte bundel op een doelwit gericht worden, waarbij een afvuurafstand van tientallen kilometers mogelijk lijkt. De elektromagnetische energie zou kunnen opgewekt worden via de gepulseerde uitgang van elektrische ladingen met een hoge energie zoals draaiende vliegwielen, condensatoren of supergeleidende inductieklossen. We kunnen niet vroeg genoeg gesensibiliseerd geraken voor de mogelijke gevolgen van de EMP-bedreiging, die nog vaak als een sciencefiction bevlieging wordt afgewimpeld maar waarmee we vroeger dan we durven voorzien zouden kunnen geconfronteerd worden". Daarover zo dadelijk meer. Het is misschien nu wel de hoogste tijd om tot een summiere beschrijving van het EMP-verschijnsel over te gaan. 

BEGIN PAGINA.

De beschrijving van het EMP-verschijnsel.   

Omdat de verwoestende effecten van nucleaire explosies de volle aandacht opeisten, werden de elektromagnetische gebeurtenissen die het gevolg waren van de ontploffing lange tijd geminimaliseerd. Toch staat het vast dat Enrico Fermi voorspeld heeft dat er elektromagnetische gebeurtenissen zouden plaatsvinden bij de eerste atoomexplosie in 1945 en bepaalde instrumentele storingen zouden teweeg brengen. 
Het is echter pas vanaf 1962 dat men zich ernstig met het EMP-verschijnsel gaat bezig houden en men uiteindelijk kan vaststellen dat het al sedert lange tijd gekende comptoneffect aan de basis lag van het verschijnsel. Als een gas bestraald wordt met elektromagnetische golven van voldoende hoge frequentie, dan maken deze golven elektronen vrij uit de moleculen. Een verklaring van dit comptoneffect kan gegeven worden aan de hand van de kwantumtheorie. Deze theorie zegt ondermeer dat gammastraling kan opgevat worden als een stroom van deeltjes, de fotonen, die elk een hoeveelheid energie bevatten. Als een foton met de snelheid van het licht tegen een elektron botst van een luchtmolecule, staat het aan het elektron een deel van zijn energie af en zet zijn weg in een andere richting verder. Het elektron gebruikt een deel van zijn verkregen energie om zich vrij te maken en zet de rest om in kinetische energie. Er ontstaan bijgevolg veel secundaire elektronen. De lucht rondom het wapen wordt hierdoor erg geïoniseerd en geleidend. Men noemt dit gebied de bronzone omdat hier de EMP ontstaat.
 
Laten we het nu het EMP-verschijnsel even toelichten. We beperken ons hier uitsluitend tot de kernexplosies boven de atmosfeer. In de atmosfeer doet het verschijnsel zich ook voor maar is minder omvangrijk omdat de gammastralen er vrijwel volledig worden geabsorbeerd. Bovendien veroorzaakt een kernexplosie in de atmosfeer een onmiddellijke massale vernietiging van personeel en materieel door de schokgolf, de thermische en de radioactieve straling. Evenmin gaan we in op kwalijke gevolgen van SGEMP (System Generated EMP) waarmee onbeschermde satellieten kunnen te maken hebben.
Wanneer zich een kernontploffing op grote hoogte buiten de atmosfeer voordoet, breiden de gammastralen zich bolvormig uit totdat ze op ongeveer 40 km boven het aardoppervlak aankomen. De dichtheid van de atmosfeer wordt er voldoende groot om comptonelektronen te vormen. Op 20 km hoogte worden de gammastralen vrijwel volledig opgeslorpt door de atmosfeer. De comptonelektronen worden, vooral in de bovenste luchtlagen, door het aardmagnetisch veld in spiraalvormige banen geduwd, wat tot een sterk pulsvormig veld aanleiding geeft. De bronzone bevindt zich in dit geval op een hoogte van ongeveer 30 km en heeft de vorm van een pannenkoek met  een maximale dikte van 20 km. De diameter wordt vanaf wapensterkten van enkele honderden kiloton alleen door de kromming van de aarde begrensd. Afhankelijk van de hoogte van de explosie doet het EMP-verschijnsel zich over een enorme oppervlakte gevoelen en is het meest intens onder het gebied waar de comptonelektronen de aardmagnetische veldlijnen loodrecht kruisen.

Na dit korte wetenschappelijk intermezzo maken deze cijfers misschien meer indruk. Het elektrisch veld dat het aardoppervlak treft is van de orde van grootte van 50000 volt per meter, kent een stijgtijd van ongeveer 10 nanoseconden (1 nanoseconde is het miljardste deel van een seconde) en dooft uit na ongeveer 200 nanoseconden. Een ontploffing op 400 km hoogte treft nagenoeg de volledige oppervlakte van de VS. Wat het energiespectrum betreft kunnen we stellen dat nagenoeg 90 % van de totale energie zich tussen 0,1 en 10 MHz situeert. De volledige zone, die zich binnen de ontploffingshorizon van de explosie bevindt, wordt getroffen. Hierbij valt op te merken dat de kracht van de ontploffing nauwelijks invloed heeft omdat elke ontploffing buiten de atmosfeer de EMP zal genereren. Uit analyses en uit EMP-tests heeft men geleerd dat elektrische stromen die via lange bovengrondse of ondergrondse geleiders gebouwen binnengaan duizenden ampères kunnen bereiken. Kortere geleiders kunnen honderden ampères binnen brengen. Een rechtstreekse EMP-penetratie doorheen muren, ramen of onbeschermde gebouwen kan binnen tientallen ampères induceren in belichte elektrische componenten. Terloops weze aangestipt dat een nucleaire explosie buiten de atmosfeer van op de aardbol als een lichtflits zal worden ervaren zonder nadelige gevolgen. De EMP zal je misschien wel als een hinderlijke schok kunnen ervaren indien je tijdens de ontploffing een groot metalen voorwerp aanraakt. Algemeen kan men zeggen dat de hevigheid van de schok afhankelijk is van het aantal Joules aan elektrische energie die in het menselijk lichaam worden opgenomen. Of de EMP de klok van de beschaving al of niet enkele honderden jaren kan terug draaien laat ik over aan de aandachtige lezer, die zelf hierna kan oordelen of de kwalijke gevolgen van EMP echt zo catastrofaal zijn.

BEGIN PAGINA.

De kwalijke gevolgen van de EMP.

In onze elektrische en elektronische samenleving zijn uitzonderlijk hoge piekspanningen niet echt een dagdagelijks fenomeen. Wel hebben sommige medeburgers tot hun schade en schande al kunnen ervaren dat, zelfs met een goed aangeprezen stroombegrenzer of "surge protector" in het stopcontact, een lokale blikseminslag enorme schade kan toebrengen aan de elektrische en elektronische apparatuur. De kabeltelevisie, de binnenkomende elektrische leiding en zelfs de telefoonlijn kunnen als geleider op dat ogenblik voor heel wat onheil zorgen. Deze materiële schade is slechts een peulschil in vergelijking met wat de EMP aan vernielingen kan aanrichten. 

De fenomenen die zich in 1962 in Hawaï en omgeving voordeden waren slechts een voorsmaakje van wat de EMP kan vernietigen. Latere tests met EMP-simulatoren bevestigden immers dat onze computermaatschappij die draait op chips en microcircuits uitermate kwetsbaar is voor de EMP. Zonder echt volledig te willen zijn, volgt hier een opsomming van onze alledaagse dingen die de EMP niet ongehavend zullen ondergaan: de elektronische toestellen (computers, radio's, telefoons, radars, verkeerslichten, in feite alles wat transistors, circuits en bekabeling gebruikt); de geleiders (vliegtuigen, schepen, auto's, spoorwegen, hoogspannings-, elektriciteits- en telefoonkabels, antennes, waterleidingen die allen als ontvangend medium de puls binnen brengen); de magnetische gegevens; de opslagtanks van propaan, olie en brandstof (vonkoverslag kan voldoende ontstekingsenergie bevatten). 
 
Samengevat kan men stellen dat de krachten die door de EMP worden opgewekt in belangrijke mate de krachten overtreffen die gewoonlijk voorkomen in de elektronische circuits en componenten en daarom de waarschijnlijkheid van storing of verbranding erg kunnen doen toenemen. Deze toename doet zich bovendien gelijktijdig voor over een oppervlakte van ruim 1 miljoen vierkante kilometers. Dit betekent bijgevolg concreet dat een nucleaire ontploffing op ongeveer 400 km hoogte een volledig continent zoals de VS of Europa treft. Alhoewel men een goed begrip heeft over de omvang en de intensiteit die uit een EMP aanval voortvloeien, is dit niet het geval over de algemene effecten op specifieke aardse systemen. Hoeveel communicatiesystemen zullen falen en voor hoe lang, hoeveel stroomnetwerken zullen onderbroken worden en voor hoe lang, hoeveel auto's zullen er stoppen en/of niet meer kunnen gestart worden, hoeveel en hoe  zullen vliegtuigen in moeilijkheden geraken, hoe zal onze infrastructuur één en al chaos worden, het zijn dingen die uiterst moeilijk te voorspellen zijn. 
Bovendien is het nucleaire wapen tot op heden nooit buiten de atmosfeer gebruikt om een tegenstrever met de EMP te verlammen. Toch stemt de volgende verklaring, afgelegd door de voorzitter van de Russische Duma in 1999 tijdens onderhandelingen met  een delegatie van het Amerikaanse Congres over het staken van de bombardementen boven Joegoslavië, tot nadenken:"You have to understand that if we want to cause you a problem over this, we could. Someone, we don’t know who, could send up a missile from a ship or a submarine and detonate a nuclear weapon high over the United States. The EMP would take away all your capability."  Misschien baren de nucleaire ambities van enkele schurkenstaten de VS meer zorgen. Of is het de toenemende reeks studies, verklaringen, analyses en voorspelling over het bestaan, het gebruik en de bouw van een E-wapen of een E-bom die niet alleen de VS maar ons allen moet verontrusten? Oordeel zelf.   

BEGIN PAGINA.

De E-bom als conventioneel EMP-wapen.

De al eerder geciteerde voorspelling tijdens een cursus aan een NAVO-school lijkt inderdaad werkelijkheid te zijn geworden. De verlammende elektrische storm; nieuw ultramodern wapen doodt enkel elektronica; een supergeleidende bom voor Saddam; demonstratie van de bouw van een goedkoop toestel als gevreesd elektronisch wapen; het is slechts een zeer beperkte bloemlezing van krantenkoppen die het fenomeen van de E-bom sedert enkele jaren in de openbaarheid brengen.

Toch beschrijft de vakliteratuur in 1983 een door springstof aangestuurde pulsgenerator die bestaat uit een schroefvormige inductieklos gewikkeld rond een koperen cilinder, gevuld met springstof. Een bank van condensatoren zorgt initieel voor een elektrische stroom van enkele honderd duizenden ampères, die een magnetisch veld veroorzaken in de ruimte tussen de inductieklos en de cilinder. De ontploffing van de springstof drukt het magnetisch veld samen en vormt een zeer hoge puls van korte duur. Volgens de wetenschappers werd deze pulsgenerator gebruikt voor het onderzoek in plasma fysica en scheikunde onder hoge druk. Militaire bronnen in de VS geven op dat ogenblik toe dat de proeven met conventionele EMP-wapens, die al 4 jaar aan de gang zijn in Los Alamos National Laboratory en in Eglin AFB, nog geen succes kennen. Wel zou de militaire versie van de pulsgenerator vergelijkbaar zijn met de burgerversie en een zeer directionele puls kunnen opwekken.  

Sedert het midden van de jaren negentig krijgt de E-bom echter bijzonder veel belangstelling. Vooreerst gaat men er vanuit dat de VS, het Verenigd Koninkrijk (VK) en ook Rusland in het bezit zijn van een conventioneel EMP-wapen. Maar dank zij het internet kunnen we kennis maken met een zeer omvangrijk, gedetailleerd en duidelijk artikel over de E-bom van de hand van de Australische analist Mr. Carlo Kopp. Inmiddels hebben al een honderdtal websites zijn artikel als referentie opgenomen. Dit artikel is zowat de klassieker over de E-bom. Geef toe, het artikel doet je wel even de wenkbrauwen fronsen. Inmiddels is het bestaan, de werking en de bouw van de Flux Compression Generator of FCG alom bekend. Het lijkt zowat de meest populaire versie te zijn van de E-bom. Zijn werking heeft veel weg van het prototype dat in de jaren tachtig in de laboratoria van Los Alamos werd uitgetest. De FCG bestaat uit een met springstof gevulde buis die binnen in een iets ruimere koperen inductieklos wordt geplaatst. Juist voor de ontploffing van de chemische springstof wordt de inductieklos onder stroom gezet door een bank van condensatoren waardoor een magnetisch veld wordt opgewekt. De explosieve lading ontploft van achter naar voor. Vermits de buis naar buiten ontvlamt raakt ze de rand van de klos, waarbij een bewegende kortsluiting wordt opgewekt. De zich voortplantende kortsluiting heeft tot gevolg dat het magnetisch veld wordt samengeperst terwijl de wisselstroomweerstand van de inductieklos wordt verminderd. Het resultaat is dat de FCG een sterk stijgende pulsstroom produceert, die uitbarst voor de finale desintegratie van het tuig. Men spreekt van stijgstromen van enkele honderden microseconden en van piekwaarden van enkele miljoenen ampères. De gevormde puls is als een bliksemschicht die er uitziet als de flits van een fototoestel. De werking van de FCG als E-bom kan je hier bekijken.

De te verwachten schade is vergelijkbaar met die van de EMP, veroorzaakt door een nucleair wapen dat buiten de atmosfeer tot ontploffing wordt gebracht, zij het kleinschaliger. Hoe sterker de puls, hoe omvangrijker het EMP-tuig. Men moet echter wel beseffen dat zijn gebruik talrijke voordelen oplevert: inzetbaar in alle weer, lage kostprijs per interventie, gelijktijdig treffen van verschillende doelen, onschadelijk voor de mens, aanval niet te detecteren. Algemeen wordt aanvaard dat alledaagse dingen, gaande van aktetas tot vrachtwagen, een EMP-wapen kunnen bevatten. Het wapen aan boord van een vrachtwagen zou waarschijnlijk groot genoeg zijn om van op een afstand van een tiental tot een dertigtal meter in actie te komen en zou ook mobiel genoeg zijn om met een redelijke kans te ontsnappen vooraleer ontdekt te worden. 
     
Er is nochtans een ander deel van het E-bom verhaal, dat personen die voor onze veiligheid instaan, nauwelijks durven aankaarten. Terwijl de grootmachten geavanceerde technologieën gebruiken om hun versie van de E-bom te bouwen, kunnen terroristen met een laag technologische benadering dezelfde vernietigende kracht creëren. Met onderdelen die in elke elektrowinkel te koop zijn, zou al een basiswapen kunnen gebouwd worden voor nog geen  1000 €. Door de huidige situatie te schetsen zal misschien blijken dat het toch allemaal zo'n vaart niet loopt, of toch? 

BEGIN PAGINA.

Een schets van de huidige situatie. 

De EMP in het algemeen en de E-bom in het bijzonder kreeg de voorbije 5 jaar vooral in de VS veel publieke belangstelling. Verschillende hoorzittingen in het Congres getuigen hiervan. Een eerste hoorzitting vond plaats op 16 juli 1997, waarbij de aandacht vooral uitging naar de bedreiging van de EMP voor de militaire systemen en voor de burger infrastructuur. Verschillende experts lichtten het fenomeen toe met vooral aandacht voor de EMP, veroorzaakt door een nucleaire ontploffing buiten de atmosfeer, voor de kwetsbaarheid van onze moderne leefgemeenschap en voor de bescherming, die weliswaar in militaire middens zeer ernstig wordt genomen maar die in de burgersector nagenoeg onbestaande is. Op 28 februari 1998 volgt een tweede hoorzitting in de schoot van het Joint Economic Committee van het Congres. Er wordt natuurlijk gepeild naar de potentiële economische gevolgen van een EMP-chaos maar tezelfdertijd besteedt men uitvoerige aandacht aan de beschrijving van de technologie die de bouw van E-bom mogelijk maakt, inclusief het toenemend risico van de constructie door een hobbyist en/of terrorist. Op 7 oktober 1999 heeft een derde hoorzitting plaats, waarbij men de bedreiging tegenover burgers en militairen actualiseert, met tevens de nodige aandacht voor het fenomeen van de E-bom. Er wordt ook zonder omwegen verduidelijkt, dat de vooruitgang van Noord-Korea bij de ontwikkeling van een langeafstandsraket en van een eigen nucleair wapenprogramma, met ongerustheid wordt gevolgd. 
De Noord-Koreaanse drietrapsversie van de Taepo Dong 2 raket, met een voorspelde reikwijdte van 6000 km bestaat weliswaar, maar werd  nog niet getest. De Amerikaanse westkust hoeft zich bijgevolg geen zorgen te maken. Wat misschien wel verontrustend is, is de vaststelling dat Iran en Noord-Korea, hun uitwisseling van nucleaire en rakettechnologie ongestoord verder zetten.  

Een bericht dat voor de nodige hilariteit zorgde in de VS was een krantenartikel in de New Orleans Times op 29 april 2001. Hierin kon men lezen dat technici van het Pentagon een demonstratie zouden geven met een goedkoop geconstrueerd tuig, dat gemakkelijk was aan te schaffen en dat in feite onbeschermde computers kon vernietigen, kon interfereren met de besturing van vliegtuigen en met financiële netwerken, en elektrische stroom kon doen uitvallen. In feite bevestigt men onomwonden wat al eerder werd gezegd en geschreven, zij het bij mondjesmaat, namelijk dat zulke tuigen kunnen aangewend worden tegen burgerdoelen door terroristen, criminelen en groepen van militanten die schrik en chaos willen veroorzaken zonder verlies van mensenlevens. 

Een andere vermeldenswaardige ontwikkeling is het feit dat Rusland op de Malaysia's Maritime and Aerospace Exhibition LIMA 2001 radiofrequentiewapens van het type Ranets-E en Rosa-E exposeerde, gericht tegen de ontwrichting van de micro-elektronica van precisiewapens. Dit perscommuniqué maakt één en ander duidelijk.

In de aanloop naar het jongste conflict om Irak hadden de media overal ter wereld plots wel enorm veel belangstelling voor de E-bom en werd elke gewone sterveling er onrechtstreeks aan herinnerd wat de mogelijke gevolgen zouden kunnen betekenen voor zijn leefomgeving. De Engelse en Amerikaanse troepen zouden er ongetwijfeld gebruik van gaan maken om van bij het uitbreken van de oorlog het commando- en controlesysteem van Saddam te verlammen. Er zijn vooralsnog geen aanwijzingen dat de E-bom ook effectief boven Irak werd ingezet.

Vermeldenswaardig is misschien wel dat de politiediensten veel interesse vertonen voor het gebruik van een EMP-wapen, en wel om auto's tot stilstand te brengen van op een afstand van ongeveer 50 meter. Met een gemiddelde tol in de VS van 300 slachtoffers per jaar, te wijten aan de achtervolgingen van vluchtauto's, loont dit idee wel de moeite. Recente testen bij de politie van Los Angeles en in Zweden zijn veelbelovend. 

Om volledig te zijn dient te worden aangestipt dat het begrip EMP meer en meer in één adem wordt vernoemd met andere begrippen, die soms identiek zijn, soms dezelfde symptomen vertonen maar vaak ook totaal verschillend zijn. Wel hebben deze begrippen één zaak gemeen namelijk dat ze door sommige producenten in één adem vernoemd worden als het ultieme middel dat volledige bescherming biedt tegen welke uitwendige elektromagnetische storing dan ook. Men moet daarom enige voorzichtigheid aan de dag leggen voor het gebruik van begrippen als high power microwave, radiofrequency weapon, transient electromagnetic device, electromagnetic interference en electromagnetic compatibility. 

We moeten voor het ogenblik echter wel vaststellen dat de proliferatie van EMP-wapens een feit is. De bouw van FCG's is voor de gevestigde militaire wereldmachten helemaal geen probleem. Er is weliswaar tot op heden geen overtuigend bewijs dat zulk tuig ook echt werd ingezet. Wel moeten we beseffen dat de moderne technologie van metaaloxide halfgeleiders, waar het grootste deel van onze kritische infrastructuur van afhangt, uitzonderlijk kwetsbaar blijkt te zijn voor zelfs zwakke elektromagnetische pulsen.

Ten slotte nog dit. Hij of zij die zich geroepen voelt om zich nog verder te verdiepen in de EMP kan zich inschrijven voor deze cursus EMP Design and Test. Indien je het over een andere boeg wil gooien, en onmiddellijk meer wil vernemen over plannen en bouwpakketten, dan kan je terecht op deze erg controversiële website. 
Misschien is het echter toch aan te bevelen om even na te gaan of de situatie echt zo verontrustend is. De mogelijke bescherming tegen de kwalijke gevolgen van de EMP  summier analyseren kan misschien de gemoederen even tot bedaren brengen. 

Als meest recente ontwikkeling dient toch wel vermeld te worden dat de EMP-commissie in de VS de jongste tijd van zich doet spreken. Opgericht in 2001 was de start van de commissie eerder traag. Nieuwe ontwikkelingen, vooral in verband met de vermeende nucleaire aspiraties van Iran, blazen de EMP commissie in 2006 nieuw leven in. Een "Critical National Infrastructure Report" is hiervan het resultaat. De getuigenis voor het "House Armed Services Committee" op 10 juli 2008 wekt ook buiten de Amerikaanse landsgrenzen belangstelling op. Uit verschillende rapporten van de Amerikaanse veiligheidsdiensten zou blijken dat Iran meerdere testen heeft uitgevoerd met raketten van op schepen. Na een korte vlucht tot in de stratosfeer werden de raketten tot ontploffing gebracht. Eenzelfde scenario maar dan met een kernkop, afgevuurd van op een schip vlak voor de Amerikaanse kust, is een doemscenario dat trouwens bijna overal op onze aardbol een ware EMP-chaos tot gevolg kan hebben.
Bij onze noorderburen krijgt de analyse van deze nieuwe vorm van bedreiging voor onze samenleving einde 2009 heel wat aandacht. De krant de Telegraaf publiceert een omstandig artikel. Zelfs op politiek vlak wordt het onderwerp aangekaart want de PVV vreest voor een EMP-aanval van Iran.
Het onderwerp EMP zou trouwens overal wat meer aandacht mogen krijgen. Het is geen kwestie van paniekzaaierij maar van correcte informatie zodat iedere burger tenminste weet dat indien het fenomeen zich voordoet, de maatschappij waarin hij vertoeft wellicht voor een lange tijd een leefcomfort zal kennen dat vele honderden jaren wordt terug gedraaid. Een van de terechte besluiten van het verslag van de EMP-commissie is "keep the citizenry informed", houd de burgerbevolking op de hoogte.

BEGIN PAGINA.

De mogelijke bescherming.

Zij die beweren dat een bliksemafleider volstaat om ook de EMP buitenshuis te houden zit fundamenteel fout. Op het moment dat een bliksemafleider efficiënt wordt is de overgrote hoeveelheid van EMP-energie al door het gebouw of de installatie opgeslorpt. Het tijdsverloop van de opbouw van de puls van een bliksem is nu eenmaal trager dan die van de EMP. Sedert de wetenschap het EMP-verschijnsel ontrafelt heeft werd alles in het werk gesteld om het ontstaan van een digitale duisternis in te perken. Hierbij moeten we echter wel aanstippen dat er vooral van militaire zijde in de VS, niets onverlet werd gelaten om het EMP-spook in te kapselen. Geen sinecure echter indien men weet dat iedere apparatuur apart moet getest en ge-hardened  worden en dat de laatste echte EMP-test plaats vond, ... in 1962 boven Johnston Island. Om te bepalen of een apparatuur tegen de EMP beschermd is moet men bijgevolg beroep doen op EMP-simulators, en dat is op zichzelf ook niet zo'n eenvoudig karwij. 

Sedert geruime tijd is de wetenschap tot de bevinding gekomen dat men met stroombegrenzers geleiders op een afdoende manier tegen de EMP kan beschermen. Voor kleine apparatuur, bijvoorbeeld een radiotoestel, kan een begrenzer geplaatst worden op het netsnoer en de antenne. Maar wat voor grotere, complexe systemen zoals computercentra en beveiligingsapparatuur? Hiervoor is een meer grondige en ook meer kostelijke aanpak noodzakelijk. Een kooi van Faraday, een metalen geaard raster, geplaatst rond het te beschermen systeem, zou uitwendig opgewekte elektromagnetische velden buiten houden. Hierbij mag men echter niet uit het oog verliezen dat antennes en elektrische kabels worden uitgerust met filters en spanningsbegrenzers, dat ramen bekleed zijn met een net van ijzerdraad of met een geleidende laag, dat deuren en de doorgangen van nutsvoorzieningen zijn afgesloten met geleidende afdichtingsringen.
De meest populaire oplossing om de EMP-pieken in een geleider tot een aanvaardbaar niveau te herleiden is de varistor (samentrekking van variable resistor), een element met een veranderlijke weerstand in functie van de aangelegde spanning. Ze waren destijds vrij volumineus maar bestaan nu in veel kleinere formaten, zoals je bij deze Chinese firma kan vaststellen. 

Het goede nieuws in dit verhaal is de vaststelling dat EMP-bescherming redelijk betaalbaar kan zijn. Indien de bescherming of hardening van een systeem wordt voorzien vanaf het ontwerp, dan bedraagt de kostprijs ongeveer 1 à 5 % van de totaalkost. Zelfs de meer en meer voorkomende commercial off-the-self of COTS  uitrusting in militaire toepassingen een hardening geven hoeft soms niet meer dan 10 € te kosten. Indien we echter grote sensoren afdoende willen beschermen, kan de rekening echter al vlug tot een 50 miljoen € oplopen. Toen men in het begin van de jaren tachtig begon met de bescherming van vliegtuigen, kon men zich enkel de hardening van één E-4B als vliegende commandopost voor de Amerikaanse president veroorloven. De overige 3 E-4B's, met in totaal 11500 EMP-gevoelige circuits, zouden pas enige tijd later kunnen beveiligd worden. 
Nog ander goed nieuws is dat de telecommunicatienetwerken meer en meer gebruik maken van glasvezel die immuun is voor de EMP-flits. Deze immuniteit moeten we echter wel wat nuanceren. Tijdens de transmissie van signalen door een onkwetsbaar medium zijn er onderweg schakel- en controlesystemen nodig, die volgepropt zitten met micro-elektronica, en bijgevolg zeer kwetsbaar zijn. Het hele netwerk beschermen wordt bijgevolg opnieuw een kostelijke ingreep.
In dit pamflet vind je gedetailleerde informatie om vaste grondinstallaties vanaf hun ontwerp te beschermen tegen de effecten van de EMP.  

Zoals al eerder vermeld is het gebruik en de betrouwbaarheid van EMP-simulators, het voornaamste middel naast ingewikkelde berekeningen om de bescherming tegen de EMP te controleren, een niet zo eenvoudig verhaal. Vooraf kunnen we wel stellen dat alle simulators het resultaat zijn van een compromis tussen kosten, afmetingen van de te testen apparatuur en het effect van de elektromagnetische straling op de omgeving. Er worden daarom verschillende types van simulators gebruikt die bijna allen in staat zijn om een piekpuls van 50000 volt per meter op te wekken, dus nagenoeg identiek aan de EMP-puls veroorzaakt door een nucleaire ontploffing buiten de atmosfeer. De betrouwbaarheid van testen van kleinere systemen is vrij goed. Het testen van verspreide systemen is echter een ander paar mouwen. Een hoogspannings- of communicatienetwerk en systemen die aan lange geleiders zijn gekoppeld, - zoals gebouwen met stroom- en telefooningangen, - naar een testinstallatie brengen is onmogelijk. Daarvoor gebruikt men mobiele testsimulators, die niet zo betrouwbaar zijn en trouwens ook niet toelaten om een volledig netwerk tezelfdertijd te bestralen. De testen worden daarom opgesplitst en een diepgaande analyse zal uiteindelijk uitmaken hoe het netwerk reageert op de EMP.

Nogal wat bronnen spreken van een eerder nonchalante aanpak van EMP-tests. Er vallen zes veel voorkomende fouten te noteren. Vooreerst vergeet men wel eens de antennes, die aan een doos vol elektronica zijn gekoppeld, aan te sluiten tijdens de proef. Vervolgens laat men ook wel eens na het te testen systeem onder stroom te zetten. Ook worden er wel een tests uitgevoerd waarbij men het systeem in een eerder slapende mode aanbiedt namelijk zonder dat er een uitwisseling van gegevens plaats heeft tussen de subsystemen. Tevens moeten goed afgeschermde systemen ook tiidens de proeven afgeschermd blijven hetgeen betekent dat luiken moeten gesloten zijn en dat men evenmin kabels door een open deur moet leiden. Bovendien heeft men ook wel eens de neiging om enkel de statistisch zwakke componenten door sterkere te vervangen en dan liefst nog diegenen die zich het dichts bij de buitenwereld bevinden terwijl men andere zwakke onderdelen die zich verder van de flitsbedreiging bevinden onbeschermd installeert. Ten slotte wordt wel eens over het hoofd gezien dat de testen van een volledig systeem na 5 à 7 jaar moeten gerevalideerd worden of na een belangrijke modificatie aan het systeem.

Indien we spreken over EMP-tests, dan kunnen we moeilijk naast de Amerikaanse aanpak kijken. Alhoewel men er zijn beklag over maakt dat de jongste tijd heel wat testinstallaties in de motteballen verdwenen en er heel wat twijfel bestaat over de efficiëntie van sommige tests, blijkt echter noch geld noch moeite gespaard te worden om Kirtland AFB verder uit te bouwen tot het EMP-testcentrum bij uitstek. Voor diegenen die toevallig met een passagiersvliegtuig zouden landen in Albuquerque NM kunnen moeilijk ten zuidoosten van de stad naast de immense E-1 hoge frequentie EMP faciliteiten kijken ter grootte van een voetbalveld. Tevens treft men er op dit 21000 hectares grote domein met zijn 20000 werknemers de ARES (Advanced Research Electromagnetic Simulation) aan en andere erg gespecialiseerde en hoogst geheime militaire EMP-testopstellingen.

Dichter bij ons, en ik zou durven stellen in de meeste Europese landen besteedt men de nodige aandacht aan EMP-tests, zij het ietwat kleinschaliger dan in de VS. Le Centre Etude Gramat  is een bekend EMP-testcentrum in Frankrijk. In Nederland bestaat het TNO, dat wetenschappelijke kennis toepasbaar maakt om het innovatief vermogen van bedrijfsleven en overheid te versterken. Sedert de jaren 80 wordt er erg nuttig werk verricht in het domein van de EMP-bescherming. Het antwoord op de vraag, wie op wat zich in België op een geloofwaardige manier met EMP bezig houdt, moet ik echter schuldig blijven. Wel prijst één bedrijf, dat beweert enig te zijn in België, haar sedert februari 2003 in gebruik genomen nieuwe kluis aan voor het bewaren, beheren en beschermen van magnetische dragers tegen de invloeden van de E-bom.

Vooraleer af te ronden kan een korte toelichting bij het testen en de bescherming van vliegtuigen misschien enige belangstelling opwekken. In dit verband moeten we in eerste instantie een belangrijke opmerking formuleren. Sedert het gebruik van composieten en kunststoffen bij de bouw van vliegtuigen kan men nog moeilijk spreken van een kooi van Faraday, wat de vliegtuigen destijds wel min of meer waren door hun volledig metalen constructie. In één adem moeten we hieraan toevoegen dat de vliegtuigen van vandaag meer en meer zijn volgepropt met avionics en computers en dat ze bestuurd worden met de fly-by-wire technologie. Het is bijgevolg nog moeilijker en nog kostelijker om een modern vliegtuig degelijk te beschermen.
Eén van de meest opzienbarende tests ondergingen destijds de B-52 en de B-1 bommenwerpers in Kirtland AFB, waar ze met draaiende motoren en met al hun uitrusting aan boord in werking, op de Trestle faciliteit werden geparkeerd. Deze laatste bestond uit een monumentale houten constructie van 12 verdiepingen hoog, bijeengehouden door houten pennen en lijm. Het geheel werd overspannen met geleiders waardoor de elektromagnetische pulsen werden opgewekt om de EMP van een nucleaire ontploffing buiten de atmosfeer te simuleren. De bouw van Trestle kostte in 1980 een slordige 60 miljoen $.
De meer moderne vliegtuigen, zoals de F-16 en de F-18, werden op een minder indrukwekkende manier aan EMP-tests onderworpen. Een model op ware grootte, bestaande uit triplex en mahoniehout en bedekt met een netwerk van messing, wordt voorzien van elektrische testkabels waarin elektrische pulsontladingen vanuit condensatoren worden opgewekt. We mogen veronderstellen dat deze proeven bevestigd hebben dat de electrical fighters afdoende beschermd zijn tegen de kwalijke gevolgen van de EMP. Toch bleek tijdens de kinderjaren van de F-16 dat niet alles rozengeur en maneschijn was. Immers, wellicht zullen de F-16 piloten van het eerste uur zich nog wel herinneren dat de waarschuwingslichten van de P, Y en R (pitch, yaw, roll) van de fly-by-wire besturing af en toe begonnen te branden, indien men in de buurt van bepaalde antennes passeerde. Dit euvel werd nadien verholpen maar illustreert toch dat de F-16 destijds niet immuun was voor elektromagnetische invloeden.  
Een meer moderne methode werd aangewend om de electromagnetic compatibility van de Eurofighter Typhoon na te gaan. Hiervoor werd ondermeer gebruik gemaakt van een tegen een fortuin in de VS aangekochte bliksemgenerator die ook zou moeten volstaan om de EMP-hardening te verifiëren. Wat wel enige verbazing wekt is de vaststelling dat deze tests zeer laat in het testprogramma van het vliegtuig plaats hebben, in elk land afzonderlijk en niet met dezelfde simulators. Dit lijkt de thesis te bevestigen dat het Eurofighter-programma geen Europees programma is in de echte zin van het woord maar wel de som van vier individuele Europese projecten, zoals ook reeds in andere domeinen aan de orde kwam. 
Uit hetgeen voorafgaat blijkt duidelijk dat een afdoende bescherming tegen de kwalijke gevolgen van de EMP handen vol geld kost en dat bijgevolg tijdens de bouw van burgervliegtuigen aan deze veiligheidsbehoefte onvoldoende aandacht kan besteed worden.           

BEGIN PAGINA.
   

Is de elektromagnetische puls of EMP meer dan fantasie?

Sedert de kwalijke gevolgen van een nucleaire ontploffing buiten de atmosfeer vanaf het midden van de jaren 60 voor de wetenschap duidelijk werden, geraakte de EMP voor ruim een decennium in de vergeethoek. De elektronica-maatschappij zou daar vanaf de jaren 80 verandering in brengen. Dat de EMP onze samenleving tot een schroothoop zou kunnen herleiden, maakte vooral op de VS-militairen indruk, die alles in het werk stelden om hun vooral vitale middelen afdoende tegen de EMP te beschermen. Nergens ter wereld bestond er destijds een vergelijkbaar burgerprogramma. Men aanvaardde gewoon het risico van de EMP en de mogelijke gevolgen voor de burgerlijke en commerciële infrastructuur. Men ging er zelfs van uit dat we met een nieuwe vorm van conventionele oorlogvoering te maken hadden omdat er buiten de nauwelijks verblindende lichtflits en het meer dan bliksemsnel gelijktijdig roosteren van de meeste elektronische componenten over een oppervlakte van ruim 1 miljoen vierkante kilometers, geen rechtstreekse hinderlijke gevolgen te noteren zouden vallen voor het leven op aarde.

Ruim 10 jaar geleden doet zich echter een belangrijke kentering voor. De jarenlange inspanning van de grootmachten, om de EMP op te wekken met zuiver conventionele middelen, wordt beloond. Maar stilaan raakt ook bekend dat een ervaren knutselaar een Flux Compression Generator kan bouwen, tegen een bovendien zeer economische prijs. De E-bom is geboren. Weldra spreekt men zelfs van de proliferatie van de E-bom, omdat niet alleen de meeste gevestigde militaire wereldmachten bekwaam geacht worden de productie aan te kunnen maar ook omdat aan de E-bom terecht een terroristische dimensie wordt toegekend. 

Omdat de E-bom kan zorgen voor de digitale duisternis over veel grotere oppervlaktes dan conventionele wapens van vergelijkbare massa, betekent dit ook een substantiële besparing in de grootte van de strijdkrachten en kan de E-bom dus een belangrijke operationele meerwaarde inhouden. Vermits de elektromagnetische wapens geen dodelijke slachtoffers maken, worden de beschikbare militaire opties verruimd en hebben ze een kleinere negatieve politieke weerslag dan conventionele munitie. Dit laatste betekent echter niet dat men moet doen of zijn neus bloedt, wat we spijtig genoeg op nationaal vlak wel moeten vaststellen. Het volstrekte stilzwijgen bewaren over een algemeen aanvaarde bedreiging, geen enkel crisis- of operatiecentrum met een minimum aan hardening voorzien, het zijn twee betreurenswaardige vaststellingen. Het is de plicht van een regering en ook van de privé industrie om de implicaties van de proliferatie van de hierboven beschreven technologie in overweging te nemen en om de nodige maatregelen te nemen om hun vitale middelen te beveiligen tegen een mogelijke aanval. Zij die er de voorkeur aan geven dit niet te doen zouden in de toekomst wel eens grote verliezers kunnen worden. 

Het antwoord op onze vraag is dan ook ja. De EMP is werkelijk meer dan fantasie. Hopelijk wordt het fenomeen nooit werkelijkheid. Maar denk eraan: "There is no excuse for not being prepared." 

BEGIN PAGINA.

Updated 26 february 2010.