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.