Таблица 3.2. Эффекты деградации в электронных устройствах и их полупроводниковых компонентах в зависимости от величины напряженности электрического поля РЧЭМИ.
Интермодуляция возникает в близко расположенных схемах, или кабелях, когда суперпозиция сигналов, в сочетании с нелинейными эффектами, приводит к возникновению модулированного сигнала, влияющего на работоспособность системы.
Исследования стойкости электроники к воздействию РЧЭМИ весьма важны для противодействия РЧО. Российский «РАДАН» (рис. 3.23) – универсальный ускоритель, по утверждению его создателей способный генерировать УПИ, СШИ, а также излучение лазерного и рентгеновского диапазонов. Его вес – около 20 кг, он поставляется во многие страны, работает от автомобильных аккумуляторов.
Рис. 3.23
«РАДАН» – источник РЧЭМИ ускорительного типа с лампой обратной волны
3.2.6. Воздействие РЧЭМИ на биообъекты
Тейлор и Гайри описали биологические последствия воздействия РЧЭМИ при поглощении его в кожных поверхностях. Некоторые из наблюдавшихся эффектов включали и хромосомные изменения, мутагенез, вирусную активацию и инактивацию (таблица 3.3.)
Таблица 3.3. Последствия воздействия РЧЭМИ на биообъекты
3.2.7. Признаки применения радиочастотного оружия
В некоторых случаях признаками облучения могут служить ощущаемые слуховые галлюцинации (щелчки) и во всех – помехи и неожиданные отказы электроники. Как указывал доктор Прищепенко, одно из преимуществ радиочастотного оружия заключается в скрытности действия: оператор может не догадываться, что обслуживаемая им электронная система не просто дала сбой, а подверглась нападению.
3.2.8. Распространение радиочастотного оружия и меры снижения этой угрозы
Технологии РЧО продолжают совершенствоваться и распространяться, что угрожает странам, экономика и оборона которых зависят от микроэлектроники. РЧО разрабатывается по крайней мере десятком стран, и существенную помощь им оказывают ученые из бывшего Советского Союза. Некоторые из этих стран замечены в продаже передовых технологий агрессивным или поддерживающим терроризм государствам.
Лица, имеющие соответствующее образование, могут, пользуясь открытыми источниками, создать взрывной или невзрывной образец РЧО. В 1998 г. доктор Д. Шрайнер, ранее работавший в Центре разработке авиационного оружия ВМС, свидетельствовал перед комитетом Конгресса США, что «РЧО может быть сделано любым, кто имеет диплом инженера или даже опытным техником. Техническая информация для этого есть в открытых источниках, а необходимые детали не являются редкими и необычными, так что образцы такого оружия могут быть изготовлены подобно автомобильной системе зажигания».
Очевидно, что выведение из строя банковских сетей, системы управления воздушным движением или связи вполне способно угрожать стабильности государства. Электромагнитное нападение может и не привести к человеческим жертвам, но усилия пропаганды террористов будут направлены на демонстрацию связи между наступившими тяжелыми последствиями и мнимой нераспорядительностью властей. Оценки и экспериментальные факты показывают, что террористического применения РЧЭМИ стоит опасаться: даже значительные габариты направленных источников могут быть сочтены преступниками приемлемыми (могут вспомнить и про «чемоданчик»), На дистанциях в десятки – сотни метров излучатель можно наводить и «на глаз», не заботясь о «сжигании» собственной системы наведения за счет боковых лепестков излучения, да и уже упоминавшаяся скрытность действия выступает скорее как преимущество. Конечно, нельзя исключать и криминальное применение источников прямого преобразования: в этом случае к эффектам, вызванным РЧЭМИ, добавится действие ударной волны и осколков, доставка такого источника близко к цели приведет к большим значениям воздействующих плотностей РЧЭМИ, а отражение от стен и пола усугубит ситуацию.
При возведении важных объектов принимаются меры для их защиты от ЭМИ ЯВ, но экранирование не бывает идеальным (окна, щели, кабельные вводы и пр.). Учитывая, что волны РЧЭМИ, генерируемого как взрывными, так и невзрывными источниками не столь длинные, как у ЭМИ ЯВ, вполне возможны трудно предсказуемые эффекты, возникающие вследствие дифракционных и интерференционных явлений при облучении. Стойкость сооружения или изделия к ЭМИ ЯВ не гарантирует стойкости к излучению с той же плотностью мощности, но значительно более широкополосному и коротковолновому – этот факт не раз был подтвержден испытаниями.
Все же, риск электромагнитной террористической атаки и ущерб от нее могут быть понижены.
Вполне вероятно, что атаке будет предшествовать разведка объекта: обнаружение направлений его наибольшей уязвимости. Конечно, приемники РЧЭМИ будут при этом замаскированы (например, в детской коляске). Возможно пассивное срабатывание ЭМО (например – расположенного в проезжающей автомашине) от датчика, реагирующего на повышенный уровень излучения цели (один из лепестков передачи/приема на данной частоте). Службы охраны должны быть ориентированы на обнаружение любой электронной аппаратуры и признаков ее использования.
• Целесообразно искажать распределение диаграмм направленности излучения/приема важных объектов, устанавливая в некоторых местах простейшие маломощные излучатели.
• Чем больше зеленых насаждений будет окружать охраняемый объект, тем лучше: листва и хвоя хорошо поглощают и рассеивают РЧЭМИ.
• Важнейшие объекты должны быть снабжены датчиками, сигнализирующими об облучении мощным РЧЭМИ. Эта мера не убережет от атаки, но сигнал тревоги позволит задержать террористов и избежать ее повторения.
Наряду с применяемыми в настоящее время экранированием и схемотехническими мерами, целесообразно распространить защитные мероприятия и на элементную базу: интегрировать в структуру микросхем специально разработанные для блокирования перегрузок по току и напряжению элементы.
«Электромагнитная» разновидность терроризма пока не реализована, но меры по обучению персонала и оснащению наиболее важных объектов инфраструктуры для противодействия ей должны носить упреждающий характер.
ТенденцииМожно предположить, что дальнейшее развитие технологий повлияет на развитие РЧО и его компонентов следующим образом.
• Повысятся средние и пиковые значения мощности РЧЭМИ, а также общая энергия излучения в импульсе.
• Увеличится КПД преобразования первичной энергии в энергию РЧЭМИ.
• Будут созданы сети синхронно управляемых источников РЧЭМИ.
• Повысится длительность формируемых импульсов РЧЭМИ [12] .
• Размеры элементов РЧО: источников первичной энергии, источников РЧЭМИ, антенн будут еще более уменьшены.
• Технологии РЧО станут доступны все большему числу специалистов.
• Потенциал РЧО станет учитываться во всех видах операций.
Дальнейшая миниатюризация полупроводниковых элементов приведет к возрастанию их уязвимости от РЧО, поэтому для повышения надежности электронной техники необходима разработка специальных мер ее защиты.
Появления РЧО как на поле боя, так и в практике правоохранительных органов следует ожидать в самом ближайшем будущем. Однако способы защиты от РЧО существуют, включая экранирование критически важных электронных систем и установку на них быстродействующих защитных элементов, в том числе – интеграцию таких элементов в большие микросхемы. Пока подобные меры защиты не разработаны, большинство образцов электроники уязвимо по отношению к мощным импульсам РЧЭМИ, особенно – субнаносекундной длительности.
Заключение
Джон П. Салливэн
О роли правоохранительных органов
Полиция и аварийные службы Соединенных Штатов готовятся встретить новые угрозы, в частности и такие, вероятность которых невелика, но которые могут повлечь весьма тяжкие последствия. Подобные усилия предпринимаются в Канаде, Великобритании, Европе и Австралии и Азии. До настоящего времени, большая часть этих усилий была связана с восполнением пробелов в подготовке к нападениям террористов с применением ими химического и биологического оружия. Внимания же другим угрозам, включая нетрадиционные взрывчатые вещества, РЧО и нападениям с применением комплекса подобных средств, уделяется недостаточно. Правоохранительные органы должны полагаться на поддержку закона в борьбе с распространением такого оружия прежде, чем оно станет неконтролируемым.
Лазеры и РЧО воздействуют электромагнитной энергией на цель, что вызывает ее поражение или существенное ухудшение функционирования. Хотя применение такого оружия не приводит к смертельным поражениям людей, причинение существенного вреда их здоровью возможно. В Советском Союзе исследовалось влияние РЧЭМИ на человеческое сознание, другие биоэффекты.
