مخاطب۲۴- با پیشرفت صنایع نظامی در کشور‌های برتر جهان و لزوم کارآمدی تجهیزات با کمترین تلفات و بیشترین بازده، می‌توان از بمب‌های الکترومغناطیس به‌عنوان یکی از بزرگترین دستاورد‌های نظامی بشر یاد کرد. اگر تا به حال قطعی طولانی‌مدت برق را تجربه کرده باشید، می‌دانید که این تجربه بسیار سخت است و سطح استرس شما از محدوده استاندارد فراتر می‌رود؛ زیرا تقریبا تمام ارکان زندگی روزمره ما انسان‌ها با جریان برق پشتیبانی می‌شود. اما اگر این قطعی برق در مقیاس گسترده و مدت‌زمان طولانی‌تر باشد چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ در ادامه با پاسخ این سوال و معرفی کامل بمب الکترومغناطیس همراه ما باشید.
تعریف بمب الکترومغناطیسی
یک بمب الکترونیکی یا بمب الکترومغناطیسی (Electro magnetic Pulse) که به‌اختصار EMP گفته می‌شود، سلاحی غیر تخریبی است که از یک میدان الکترومغناطیسی شدید برای ایجاد یک پالس انرژی استفاده می‌کند. ایده اصلی یک سلاح پالس الکترومغناطیسی (EMP) بسیار ساده است. این نوع سلاح‌ها برای غلبه بر مدار‌های الکتریکی با میدان الکترومغناطیسی شدید طراحی شده‌اند. به‌عبارت دیگر، بمب الکترومغناطیسی با انفجار خود، پالس بسیار بزرگی را در محیط منتشر می‌کند که این پالس‌ها با نفوذ به سیستم‌های الکترونیکی قادر به تخریب عملکرد آن‌ها هستند. این نوع بمب‌ها به انسان‌ها و ساختمان‌ها خسارت وارد نمی‌کنند. در سطوح پایین، پالس تولید شده به‌طور موقت سیستم‌های الکترونیکی را غیر فعال می‌کند و در سطح متوسط، برنامه‌های کامپیوتری را از کار می‌اندازد. در سطوح بسیار بالا، به‌طور کامل مدار‌های الکترونیکی را از بین می‌برد، بنابراین هر نوع دستگاهی که از برق استفاده می‌کند از جمله کامپیوتر، رادیو و سیستم‌های احتراق در وسایل نقلیه غیر فعال می‌شود.
اگر بخواهیم خلاصه و مفید توضیح دهیم، یک بمب الکترومغناطیسی بزرگ می‌تواند یک شهر بزرگ را ظرف مدت چند دهم ثانیه ۲۰۰ سال در تاریخ به عقب برگرداند. بعد از آزمایش اتمی ایالت متحده امریکا در سال ۱۹۴۵ متخصصان متوجه شدند اگر بمب هسته‌ای منفجر شود، امواج الکترومغناطیسی که در اثر انفجار پدید می‌آید تمامی مدار‌های الکترونیک را نابود می‌سازد. کلید حل این مسئله در ایجاد پالس‌های (تپ‌های) الکتریکی با عمر بسیار کوتاه و قدرت زیاد نهفته است. با ارسال این پالس‌ها به درون یک آنتن فرستنده، امواج الکترومغناطیسی قدرتمندی در فرکانس‌های مختلف از آنتن بیرون می‌آیند. هر چه فرکانس موج بالاتر باشد، امکان تأثیرگذاری آن بر مدار‌های الکترونیک دستگاه‌ها بیشتر خواهد شد. برای مثال یک رادیو با تغییر جریان عبوری درون مدار خود باعث تولید یک میدان مغناطیسی می‌شود. این میدان مغناطیسی تولیدی می‌تواند باعث القای یک جریان الکتریکی درون یک هادی دیگر، برای مثال آنتن یک رادیوی دیگر شود.
حال اگر نوسانات سیگنال‌های الکتریکی حاوی پیام خاصی باشند دریافت‌کنندگان این سیگنال‌ها توان رمزگشایی از این پیام را دارند. یک رادیوی معمولی، میدان مغناطیسی به‌اندازه تولید یک جریان با شدت کم را تولید می‌کند تا پیام خود را به دریافت‌کننده برساند. اگر این رادیو یک میدان مغناطیسی قوی تولید کند، نتیجه آن القای جریان الکتریکی با شدت بسیار بالا خواهد بود که این جریان می‌تواند اجزای نیمه‌هادی مدار و رادیو را به‌کلی نابود کند. یک نوسان شدید مغناطیسی می‌تواند جریان الکتریکی القایی قوی را در اجسام هادی مثل خطوط تلفن یا خطوط انتقال برق یا حتی خطوط فلزی انتقال آب ایجاد کند. این آنتن‌های ناخواسته می‌توانند جریان شدید الکتریکی را به اجزای نیمه‌هادی متصل به خود انتقال دهند. برای مثال خطوط تلفن و برق می‌تواند این جریان شدید را به وسایل الکتریکی همچون کامپیوتر‌ها و تلویزیون‌ها و… انتقال دهد که این جریان بی‌درنگ باعث از بین رفتن اجزای آن وسایل برقی خواهد شد. این جریان، باتری‌ها را از بین می‌برد، توان منفجر کردن ترانسفورماتور‌ها را دارد و می‌تواند سیم‌ها را ذوب کرده و به‌کلی از مدار خارج کند.
مهم‌ترین تأثیر یک بمب مغناطیسی می‌تواند عامل روانی باشد. یک حمله کامل و سطح بالای الکترومغناطیسی در یک کشور پیشرفته در مدت‌زمان اندک می‌تواند زندگی مدرن را به یک وقفه آزاردهنده تبدیل کند. در واقع همه زنده می‌مانند، اما خود را در دنیایی با ۲۰۰ سال عقب‌ماندگی می‌یابند.
تکنولوژی اصلی که باعث تولید پالس‌های الکترومغناطیسی در این نوع سلاح‌ها می‌شود عبارتند از: مولد‌های فشرده‌سازی شار (Flux Compression Generator)، ژنراتور‌های Magnet-Hydrodynamic و دسته‌ای از وسایل پرقدرت مایکروویو که در رأس آن‌ها نوسان‌ساز با کاتد مجازی یا ویرکتور قرار دارد. البته روش‌های نوین تولید پالس‌های الکترومغناطیسی قدرتمند و نیز پالس‌های الکترومغناطیسی تولید شده در سیستم، شامل استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات باردار انرژی است که می‌تواند حتی به سیستم‌های حفاظت شده عادی نیز نفوذ کرده و تخریب لازم را روی سیستم‌های الکترونیکی بر جای بگذارد.
ساختار و مکانیزم بمب الکترومغناطیسی
بمب الکترومغناطیسی شامل یک سیلندر فلزی است که به آن آرمیچر می‌گویند. این سیلندر فلزی توسط یک رشته سیم فلزی ثابت که به دور آن پیچیده شده است محاصره می‌شود. موتور، سیلندر را که به‌طور مجزا در یک محیط خلأ قرار دارد، می‌چرخاند. سیلندر فلزی بایستی توسط مواد منفجره پر شود و به دور مجموعه سیلندر و سیم‌پیچ بایستی یک پوشش محافظ محکم قرار داده شود تا تمام مجموعه درون آن قرار بگیرد. البته بایستی بین سیلندر محافظ و سیم‌پیچ فاصله وجود داشته باشد تا بین این دو تماسی برقرار نشود. همچنین بایستی دارای یک منبع انرژی برای شروع انفجار باشد که خازن می‌تواند این وظیفه را بر عهده بگیرد. رابطی که خازن ما را به سیم‌پیچ وصل می‌کند یک جریان اولیه را به سیم‌پیچ می‌دهد که این جریان اولیه باعث به‌وجود آمدن یک میدان مغناطیسی شدید درون سیلندر می‌شود.
پس از به‌وجود آمدن میدان مغناطیسی درون سیلندر حاوی مواد منفجره، این مواد توسط جریان القایی از سوی میدان مذکور شروع به منفجر شدن می‌کنند و موج انفجار کم‌کم تمام سیلندر را فرا می‌گیرد و در سر راه خود بقیه مواد منفجره را منفجر می‌کند. همان‌طور که مواد منفجره شروع به منفجر شدن می‌کنند و در طول سیلندر به‌پیش می‌روند، سیلندر مذکور نیز با سیم‌پیچ اطراف خود ارتباط برقرار می‌کند و این ارتباط باعث ایجاد اتصال کوتاه درون مدار می‌شود و سیم‌پیچ را از منبع تغذیه خود قطع می‌کند. حرکت این اتصال کوتاه درون مدار مذکور باعث فشرده شدن میدان مغناطیسی درون سیلندر می‌شود و نهایتاً این میدان فشرده، یک انفجار الکترومغناطیسی را به‌وجود می‌آورد. این بمب‌ها به‌اندازه بمب‌های الکترومغناطیسی اتمی قوی نیستند؛ ولی می‌توانند تا انداه کوچکی، منطقه‌ای را تحت تأثیر خود قرار دهند و خسارات جدی وارد کنند. ایالات متحده به‌خاطر این که این اسلحه‌ها به هیچ وجه مرگ‌آور نیستند از شرح آن‌ها صرف نظر کرده، ولی این اسلحه‌ها به‌صورت جدی مخرب هستند. یک حمله با بمب مغناطیسی می‌تواند زندگی را در ساختمان‌ها فلج کند و همچنین می‌تواند باعث نابودی یک ارتش بزرگ باشد.
محققان به این نتیجه رسیدند که اختلال الکتریکی بمب‌های الکترومغناطیسی ناشی از اثر کامپتون است که توسط فیزیکدان آرتور کامپتون در سال ۱۹۲۵ نظریه‌پردازی شد. ادعای کامپتون این بود که فوتون‌های انرژی الکترومغناطیسی می‌توانند الکترون‌های شل را از اتم‌هایی با اعداد اتمی کم بکوبند. محققان به این نتیجه رسیدند که در آزمایش سال ۱۹۵۸، فوتون‌های تابش گامای شدید این انفجار، تعداد زیادی الکترون عاری از اتم‌های اکسیژن و نیتروژن را در اتمسفر کوبیدند. این سیل الکترون‌ها با میدان مغناطیسی زمین برهم‌کنش کردند و جریان الکتریکی نوسانی ایجاد کردند که باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی قدرتمند شد. پالس الکترومغناطیسی حاصل جریان‌های الکتریکی شدیدی را در مواد رسانا در یک منطقه وسیع القا کرد.
در طول جنگ سرد، اطلاعات ایالات متحده بر این ایده تأکید کرد که اتحاد جماهیر شوروی می‌تواند یک موشک هسته‌ای پرتاب کند و آن را در حدود ۳۰ مایل (۵۰ کیلومتر) بالاتر از ایالات متحده منفجر کند تا به همان اثر در مقیاس بزرگتر برسد. آن‌ها اظهار داشتند که انفجار الکترومغناطیسی حاصل، تجهیزات الکتریکی را در سراسر ایالات متحده از بین می‌برد.
