電磁脈沖或將造成毀滅性傷害? 空軍已采取措施, 我們應當為此擔心嗎?

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)。

(資料圖片僅供參考)

德克薩斯州的一個空軍基地已經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合基地的官員發出對一個名為石油、石油和潤滑綜合設施進行勘察的請求。據悉，調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，可以自然發生，也可以利用核武器故意產生。盡管許多專家認為電磁脈沖不會構成太大威脅，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。“你可以用一種武器摧毀整個北美電網，”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。“一旦電網癱瘓，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。”

根據該請求，拉克蘭的測試是對時任總統唐納德·特朗普發布的一項行政命令的回應，該命令要求聯邦政府加強基礎設施，以對抗電磁脈沖。為該項目提供咨詢的普瑞說，調查和由此產生的升級是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致附近導線中的電子移動，從而產生電流。有了如此巨大的能量爆發，電磁脈沖可以在波及范圍內的任何電子設備中造成破壞性的電涌。

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

其次就是認為產生的電磁脈沖。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，就會產生強大的波動電流，進而產生大規模的電磁脈沖。爆炸也會扭曲地球磁場，產生類似于自然產生的電磁脈沖的較慢脈沖。在上空約200英里(300公里)處引爆核武器可以產生一個電磁脈沖，覆蓋北美大部分地區。炸彈的爆炸和輻射在到達地面之前就會消散，但產生的電磁脈沖將強大到足以摧毀整個地區的電子設備。“如果你站在爆炸的正下方，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。”

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合而產生，天線會將這種能量以電磁波的形式釋放出來。軍方有一種攜帶電磁脈沖發生器的巡航導彈原型。該項目被稱為反電子高功率微波先進導彈項目(CHAMP)，可用于瞄準特定的敵方設施。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生器。

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

普瑞說，EMP委員會估計，要保護國家電網中最重要的設備將花費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保護內置到設備中。

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。由公用事業公司資助的電力研究所(Electric Power Research Institute) 2019年的一份報告發現，這樣的攻擊可能會導致局部停電，但不會導致全國電網故障，恢復時間將與其他大規模停電類似。

奧本大學麥克拉里網絡和關鍵基礎設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》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。”

這些替代方案可能包括網絡攻擊，摧毀包括電網在內的關鍵基礎設施，甚至試圖破壞現代社會如此依賴的天基通信或GPS系統。預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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