20世纪90年代初,两极格局在顷刻间解体,一个容光焕发的“美利坚帝国”颇有气吞万里如虎之势。21世纪初,当“9·11”的余势还没有退却的时候,美国再次展示了它首屈一指的军事实力,以迅雷不及掩耳之势打垮了前阿富汗政府和前伊拉克政府。


然而,战争总是一头难以捉摸的怪兽,当人们以为一切都将结束的时候,真正的阿富汗战争和第二次伊拉克战争才刚刚开始。在这两场战争中,美国陷入了“非正规战迷局”。当美国政界和军界精英正在反思这个迷局的时候,一种让人忧心忡忡的技术让本来就难以厘清的“非正规战迷局”变得愈加复杂。



电磁脉冲武器真的有如此强?


电磁脉冲武器真的有如此强?

电磁炸弹爆炸示意图


EMP:电磁脉冲


电磁脉冲对我们来说并不陌生,它经常出现于科幻小说和动画片中。在很长一段时间内,人们对电磁脉冲的认识仍然停留在感性层面,但随着人们对这种现象的认识增加,电磁脉冲的轮廓逐渐清晰了起来。电磁脉冲是一个瞬时产生的强大能量场,对能量波非常敏感,能够在较远的距离上破坏无数的电力系统和高技术微型电路。人们可以通过两种途径产生电磁脉冲:高空核爆炸和微波的散射。


其中,通过高空核爆炸产生巨大的电磁脉冲效应的现象就是高空电磁脉冲现象。值得一提的是,所有的核武器在高空爆炸后都能够产生电磁脉冲效应,不过有些型号的核武器是专门用来产生电磁脉冲效应的。2004年,美国国会研究服务处的科雷·威尔森指出,直接针对美国的高空电磁脉冲攻击需要一枚当量为100万吨的核弹头,敌方也可以通过引爆一枚专门引发电磁脉冲效应的核弹头来实现目标。


高空电磁脉冲是通过核武器在远离地表的地方爆炸形成的。核爆炸会产生伽玛射线,并与大气层产生相互作用,从而在瞬间制造出剧烈的电磁能量场。这种能量场具有放射性,不过对人体是无害的,它能使电脑的电路过载,并产生比闪电攻击还要快的破坏性效果。高空核爆炸能先后产生3种能量,它们均能对电子设备产生不同程度的影响。

第一种能量波是初始能量冲击波,能持续1微秒的时间,它与强烈的静电类似,能在核爆炸时让所有受到影响的电子设备过载。第二种能量与闪电攻击类似,如果遭到攻击的一方拥有很好的防雷措施,那么这种能量单独发生作用时对重要基础设施产生的破坏作用就会很有限,但由于第一种能量可以摧毁许多保护措施,所以第二种能量也能对电子设备产生大范围的破坏。第三种能量是持续时间很长的磁流体动力信号,它能持续1微秒到许多秒的时间,这个最后的脉冲效应或地磁信号主要对依靠长波工作的电子设备产生破坏。

电磁脉冲武器真的有如此强?


电磁脉冲武器真的有如此强?

其中,第三种电磁脉冲有两个组成部分,人们一般把它们称为“冲击波”和“震荡波”。“冲击波”来自不断膨胀的和传播电磁波的发光体造成的地球磁场线扰动。“震荡波”来自核武器爆炸位置下方一小块大气层的升温和电离作用,如果能够发挥导体的作用,它也能扰乱地球的磁场。这两种电磁脉冲都可以被称为磁流体动力信号,因为它们的效果由发光体的膨胀决定,所以其传播速度会非常“慢”。随着发光体的膨胀,小范围的电磁脉冲效应通过远程输电线路不断膨胀后立即消失,产生后期磁流体动力高峰,它可以使与电力网和电信基础设施相关的设施崩溃。这种后期效应会与先前的高空电磁脉冲效应产生累加效果,与电力网和电信基础设施相关的设施将会受到综合性的扰乱。


高能微波是微米或毫米级别的电磁波,它们可在中等功率的情况下用于无线电频率或雷达的通信。高能微波可由瞬时电磁脉冲产生,比如,当威力巨大的化学爆炸通过特殊的线圈设备——磁压缩发生器进行转换后,就能变成剧烈的电磁场。还有一些方法也可用作制造能反复使用的高能微波武器,比如使用易于反应的化学物质、电池组和电容器来制造电磁脉冲效应。


高能微波可用来集中攻击特殊性状的导体或发射器,使之在小范围或有限距离内产生与高空电磁微波一样的效果。但是,与高空电磁微波不同,高能微波辐射是在高频率中使用短波,能对电子设备产生更大的破坏效果,因此更难反制。

电磁脉冲的破坏力是在核爆炸试验中发现的,所以核武器也可以用于大面积破坏敌方电子设备,从而成为最早的电磁脉冲武器(EMP)。


高能微波武器结构简单、只有手提箱大小,使用化学爆炸和特殊聚焦导体,在理论上可以产生一次高能微波,并可以中断1英里以内的电脑的工作。而且,高能微波能量处在较高的能量级别(兆瓦级)或聚焦能量通道时,不仅能使电子设备长时间不能运作,而且还会对发射源周围的人产生物理伤害。


美国视角下的电磁脉冲威胁


1962年,美国在太平洋上的约翰斯顿岛上空引爆了一枚核武器(即“海星”核试验),核爆炸产生了电磁脉冲效应。此次核试验并非用于电磁脉冲武器试验,其爆炸高度为400千米。在这次高空核试验中,距爆炸地点1400千米远的夏威夷也受到了影响,一些电子设备和电力系统遭到不同程度的破坏。


例如,岛上的街道照明系统无法正常运转,电磁脉冲引起了大量的电路短路,警报器四处响个不停,一个电信设施也遭到了破坏。同年,苏联在中亚南部地区进行了60千米、150千米和300千米高度的核试验,这些试验用核武器的当量为30万吨。苏联进行的高空核试验也对600千米以外的地方造成了破坏,使埋藏在地下的铜线过载、电涌放电器被烧坏、避雷针遭到破坏、保险丝被烧断、电力供应中断。




电磁脉冲武器真的有如此强?


电磁脉冲武器真的有如此强?

1962年的高空核试验之后,美国和苏联都对电磁脉冲武器进行了大量的研究,且其中有许多研究处于保密状态。苏联解体后,俄罗斯继承了这个帝国的核武库,自然也获得了它的技术衣钵。但鉴于经济窘迫,俄罗斯大量的核专家流失了,其中不乏研究电磁脉冲效应的专家。与此同时,美国将电磁脉冲效应视为可以威胁到美国本土和国家安全的少数几个因素之一,所以也对它进行了大量的研究。2001财年,国会成立了电磁脉冲装置威胁评估委员会。2001年,美国的一架“科曼奇”直升机在飞越纽约上空时,使用高能微波武器攻击当地的雷达,造成奥尔巴尼、纽约等临近机场用于引导民用飞机着陆的全球卫星定位系统两周内不能正常运作。