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矛与盾:友好型EMP发生器可保护电子设备免受电磁攻击
发布日期:2018-12-10 16:14:13  稿源:cnBeta.COM

美国桑迪亚国家实验室的研究员们,最近将“以己之矛、攻己之盾”这句古语稍微改动了一下,开创出一种独特的防卫手段。具体说来是,他们开发出了一款“友好型”的电磁脉冲(EMP)发生器,能够保护电子设备免受电磁攻击。尽管平时我们躲在影视作品和视频游戏中见到电磁武器的身影,但它们已经构成了非常现实的威胁。

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研究员 Leonard Martinez 在连接一根高压绝缘线(Randy Montoya / 摄)

据悉,桑迪亚国家实验室的这款 EMP 发生器,能够针对潜在的破坏性电磁能爆发,为军用和民用设备提供防护。

早在 20 世纪 40~50 年代,美国就在原子武器试验中,对大规模杀伤性的 EMP 武器展开了研究。

其原理是,在大气层中引爆的核武器,会爆发强烈的无线电能量,可导致电网、电气、电子电路过载并烧毁。

幸运的是,这种武器尚未在战争中使用、也没有落入恐怖分子的手中。

然而最近几十年进行的大量 EMP 研究,已经令美国这样的发达国家都产生了忧虑。

爆炸本身可能不会对攻击范围内的人体造成太大威胁,但 EMP 本身会破坏手机、电网、通信网络、计算机、笔记本、智能卡、车载电子设备、燃油泵、医疗设备、工业机器人,以及几乎任何带有微芯片、甚至稍有些先进的电路。

更糟糕的是,攻击者无需通过 H 型炸弹来产生脉冲 —— 比如在战术核弹头装备磁性线圈,甚至无核国家亦可通过常规炸药来产生 EMP 。

微波设备亦可产生类似的效果,瞄向地球的大型太阳耀斑,就能够产生类似的、严重的 EMP 效应。

好消息是,最近在桑迪亚国家实验室安装的电磁环境模拟器(EMES),旨在提供可变能量脉冲、以便工程师们更好地了解 EMP 是如何损坏电路的。

尽管军用级设备早就考虑到了电磁屏蔽,但大多数民用设备(包括电网)都没有受到类似的保护。

桑迪亚表示,EMES 由一头河马大小的 Marx 发生器组成,可通过低能量直流电源产生高能脉冲,使之能够模拟闪电、并进行高能物理实验。

EMES 连至一个大电容器组,每15分钟提供一次高压爆发,以产生 EMP 效应。与此同时,目标区域后方的吸收器,能够吸收脉冲中的任何杂散能量。

在收到指令后,EMES 可在微秒内产生脉冲。这将有助于工程师们打造更加强大、复杂的保障方案。

研究团队不仅可以测试设备对抗 EMP 的耐受性,还可以看到脉冲在任何特定时刻,是如何影响设备的。

此外 EMES 可在单轮测试中,对大量组件展开测试。

当蓄电机充电时,可以迅速换上另一套设备。若设备通过了 EMES 测试,则可将之转至更具侵略性的 EMP 威胁测试,以逐步改进其设计。

负责定时与发射控制系统的桑迪亚研究员 Leonard Martinez 表示:

当涉及到额外的屏蔽设计时,建筑商或业主通常会向我们的团队寻求帮助从保护微型的电子部件,到屏蔽军事设备的大型子系统,设计的重点不一而足。

我们的客户,可能会在两次测试之间,对其设备添加额外的屏蔽,甚至将设备待回实验室。经过一番改装,然后重新开展测试。

EMES 被安装在一处经过翻新的测试设施,其在 1978~1994 年试验过早期的脉冲发生器。在 9/11 恐怖袭击事件发生后,它被再一次开启。

除了测试针对军用和民用设备的防护,研究人员还希望将机器整合到国家测试中心,后者专注于提升国家电网的抗灾能力。

[编译自:New Atlas , 来源:桑迪亚国家实验室]

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