Дружественный генератор EMP для защиты электроники от электромагнитного воздействия

Исследователь Sandia National Laboratories Леонард Мартинес подключил высоковольтную изолирующую линию, которая циркулирует масло между коаксиальной линией передачи (белая трубка слева) и синим заполненным маслом трансмиссионным рупором машины EMES.

Опасные импульсы

Электромагнитное импульсное (EMP) оружие может быть основой для кино и видеоигр, но оно представляет собой реальную угрозу. С учетом того, что практически все аспекты современного общества зависят от электронных устройств, Национальные лаборатории Sandia разработали «дружественный» генератор EMP, чтобы военная и гражданская техника могла противостоять таким потенциально разрушительным выбросам электромагнитной энергии.

Впервые изученная всерьез во время первых испытаний атомного оружия в США в 1940-х и 50-х годах, ПУОС - это оружие массового поражения, которое, к счастью, еще не использовалось на войне или террористами. Принцип состоит в том, что детонация ядерного оружия высоко в атмосфере может генерировать огромный выброс радиоэнергии, которая может перегрузить электрические сети, а также электрические и электронные цепи и сжечь их.

На протяжении десятилетий проводилось множество исследований EMP. Одна атака EMP против даже страны размером с США имела бы разрушительный эффект. Сам взрыв может не представлять большой опасности для тех, кто ниже, но ПУОС может повредить или уничтожить телефоны, электрические сети, сети связи, компьютеры, ноутбуки, смарт-карты, автомобильную электронику, топливные насосы, медицинское оборудование, промышленных роботов и почти все, что угодно, где присутствует микрочип или даже слегка продвинутая электрическая схема.

Хуже того, большие H-бомбы не нужны для создания импульса. Используя магнитные катушки, можно создавать ЭМИ-эффекты с помощью тактических ядерных боеголовок или даже обычных взрывчатых веществ, которые могут быть изготовлены неядерными странами или даже негосударственными противниками. Микроволновые устройства могут также генерировать аналогичные эффекты, а большая солнечная вспышка, нацеленная на Землю, может вызывать наихудшие эффекты ЭМИ из всех.

Разработки для тестирования

Электромагнитный симулятор окружающей среды (EMES), недавно установленный в Национальной лаборатории Sandia, предназначен для подачи импульсов переменной энергии, чтобы инженеры лучше понимали, как EMP повреждает цепи. Как правило, военное оборудование защищено от ЭМИ, но большинство гражданского оборудования, включая электрические сети, не защищены аналогичным образом, поэтому такие устройства, как EMES компании Sandia, очень важны для обеспечения того, чтобы наши банковские счета не исчезали во время таких взрывов.

По словамSandia, EMES состоит из генератора Маркса «размером с гиппопотама», который генерирует высокоэнергетический импульс от низкоэнергетического источника постоянного тока, что позволяет ему моделировать молнии и проводить физические эксперименты с высокой энергией. EMES подключен к большой конденсаторной батарее, которая обеспечивает высоковольтную вспышку каждые 15 минут, создавая эффект EMP.

Между тем, поглотители за целевой зоной поглощают энергию от других источников. EMES может генерировать свои импульсы в течение микросекунды после получения команды. Это позволяет исследовательской группе не только проверить работоспособность устройства на соответствие EMP, но и увидеть, как импульс воздействует на устройство в любой момент, когда оно выполняет свои функции. Это поможет инженерам в создании более надежных и сложных мер безопасности.

Кроме того, EMES может тестировать большое количество устройстводновременно, поскольку одно устройство может быть быстро заменено другим по мере перезарядки генератора. Если устройство проходит тестирование EMES, оно может быть отправлено для тестирования на более агрессивные угрозы EMP, и его конструкция постепенно улучшается. «Строители или предприниматели, как правило, обращаются за помощью к моей группе, когда речь идет о дополнительных конструкциях экранирования», - говорит Леонард Мартинес, исследователь из Sandia, отвечающий за систему контроля и управления.

«Конструктивная направленность может варьироваться от защиты крошечных электронных компонентов до экранирования более крупных подсистем военного оборудования. Наши клиенты могут принять решение о внедрении дополнительного экранирования на свое устройство в промежутке между тестами или даже отнести устройство обратно в свою лабораторию для разработки и добавления дополнительной защиты.

Затем они вернут его для повторного тестирования ". EMES находится в ремонтно-испытательном центре, который эксплуатировал более ранние версии импульсной машины с 1978 по 1994 год, и был уничтожен после террористических атак 11 сентября. В дополнение к тестированию как военных, так и гражданских устройств, исследователи из Sandia надеются интегрировать машину в национальный центр тестирования, который будет сосредоточен на повышении устойчивости национальной электросети.