Chiunque abbia vissuto un'interruzione prolungata della corrente sa che è un'esperienza estremamente stressante. Entro un'ora dalla perdita di elettricità, sviluppi un sano apprezzamento per tutti i dispositivi elettrici su cui fai affidamento nella vita. Un paio d'ore dopo, inizi a camminare avanti e indietro per casa. Dopo alcuni giorni senza luci, riscaldamento elettrico o TV, il tuo livello di stress sale alle stelle.

Ma nel grande schema delle cose, questo non è niente. Se un'interruzione colpisce un'intera città e non ci sono risorse di emergenza adeguate, le persone potrebbero morire per esposizione, le aziende potrebbero subire enormi perdite di produttività e milioni di dollari di cibo potrebbero andare a male. Se un'interruzione di corrente colpisce su una scala molto più ampia, potrebbe bloccare le reti elettroniche che tengono in funzione governi ed eserciti. Siamo totalmente dipendenti dall'energia e quando non c'è più, le cose peggiorano molto, molto velocemente.

Un'arma a impulsi elettromagnetici, o EMP, è progettata per sfruttare questa dipendenza. Ma invece di tagliare semplicemente la corrente in un'area, un EMP di grandi dimensioni distruggerebbe in realtà la maggior parte delle macchine che utilizzano l'elettricità. I ​​generatori sarebbero inutili, le auto non funzionerebbero e non ci sarebbe alcuna possibilità di fare una telefonata. In pochi secondi, un EMP abbastanza grande potrebbe far tornare indietro un'intera città di 200 anni o paralizzare un'unità militare.

Esaminiamo il concetto di base degli EMP e daremo un'occhiata ad alcune delle principali tecnologie impiegate nelle bombe.

L'idea di base:
L'idea di base di un'arma a impulsi elettromagnetici (EMP) è piuttosto semplice. Questo tipo di armi sono progettate per sopraffare i circuiti elettrici con un intenso campo elettromagnetico.

Se hai letto How Radio Works (Come funziona la radio) o How Electromagnets Work (Come funzionano gli elettromagneti), allora sai che un campo elettromagnetico in sé non è niente di speciale. I segnali radio che trasmettono AM, FM, la televisione e le chiamate dei cellulari sono tutti energia elettromagnetica, così come la luce ordinaria, le microonde e i raggi X.

Ai nostri fini, la cosa più importante da capire sull'elettromagnetismo è che la corrente elettrica genera campi magnetici e che i campi magnetici variabili possono indurre corrente elettrica. As esempio, un semplice trasmettitore radio genera un campo magnetico tramite corrente elettrica fluttuante in un circuito. Questo campo magnetico, a sua volta, può indurre una corrente elettrica in un altro conduttore, come un'antenna radio ricevente. Se il segnale elettrico fluttuante rappresenta un'informazione particolare, il ricevitore può decodificarlo.

Una trasmissione radio a bassa intensità induce solo una corrente elettrica sufficiente a trasmettere un segnale a un ricevitore. Ma se si aumentasse notevolmente l'intensità del segnale (il campo magnetico), si indurrebbe una corrente elettrica molto più grande. Una corrente abbastanza grande friggerebbe i componenti semiconduttori nella radio, disintegrandola irrimediabilmente.

Prendere una nuova radio sarebbe ovviamente l'ultima delle tue preoccupazioni. L'intenso campo magnetico fluttuante potrebbe indurre una corrente massiccia in quasi tutti gli altri oggetti elettricamente conduttivi, ad esempio linee telefoniche, linee elettriche e persino tubi metallici. Queste antenne involontarie trasmetterebbero il picco di corrente a qualsiasi altro componente elettrico lungo la linea (ad esempio, una rete di computer collegati a linee telefoniche). Un picco abbastanza grande potrebbe bruciare dispositivi semiconduttori, fondere cavi, friggere batterie e persino far esplodere trasformatori.

Esistono diversi modi possibili per generare e distribuire un tale campo magnetico.

La minaccia EMP nucleare:

Il concetto di armamento EMP esiste da molto tempo. Dagli anni '60 agli anni '80, gli Stati Uniti erano più preoccupati della possibilità di un attacco nucleare EMP.

Questa idea risale alla ricerca sulle armi nucleari degli anni '50. Nel 1958, i test americani sulle bombe all'idrogeno diedero risultati sorprendenti. Un'esplosione di prova sull'Oceano Pacifico finì per far saltare i lampioni in alcune parti delle Hawaii, a centinaia di miglia di distanza. L'esplosione distrusse persino le apparecchiature radio in luoghi lontani come l'Australia.

I ricercatori conclusero che la perturbazione elettrica era dovuta all'effetto Compton, teorizzato dal fisico Arthur Compton nel 1925. L'affermazione di Compton era che i fotoni di energia elettromagnetica potevano liberare elettroni da atomi con numeri atomici bassi. Nel test del 1958, i ricercatori conclusero che i fotoni dell'intensa radiazione gamma dell'esplosione liberarono un gran numero di elettroni da atomi di ossigeno e azoto nell'atmosfera.

Questo flusso di elettroni interagiva con il campo magnetico terrestre per creare una corrente elettrica fluttuante, che induceva un potente campo magnetico. L'impulso elettromagnetico risultante induceva intense correnti elettriche in materiali conduttivi su un'ampia area.

Durante la guerra fredda, l'intelligence statunitense sottolineò l'idea che l'Unione Sovietica avrebbe potuto lanciare un missile nucleare e farlo detonare a circa 30 miglia (50 chilometri) sopra gli Stati Uniti per ottenere lo stesso effetto su scala più ampia. Sostenevano che la scarica elettromagnetica risultante avrebbe messo fuori uso le apparecchiature elettriche in tutti gli Stati Uniti.

In questi giorni, l'intelligence statunitense sta dando molta più attenzione agli EMP non nucleari (NNEMP). Queste armi non colpirebbero un'area così ampia perché non lancerebbero fotoni così in alto sopra la Terra. Ma potrebbero essere usate per creare blackout totali a un livello più locale.

Armi EMP non nucleari:
Gli Stati Uniti hanno armi NNEMP nel loro arsenale. Gran parte della ricerca EMP degli Stati Uniti ha coinvolto microonde ad alta potenza (HPM) che sono come forni a microonde super potenti in grado di generare un fascio concentrato di energia a microonde.

Nel 2012, l'aeronautica militare statunitense ha dimostrato con successo un missile equipaggiato con la tecnologia del Counter-Electronics High Power Microwave Advanced Missile Project (CHAMP). Una versione migliorata di quell'arma, l'High-Powered Joint Electromagnetic Non-Kinetic Strike Weapon (HiJENKS), è stata testata a partire dal 2022.

Gli EMP non nucleari possono anche presentarsi sotto forma di bombe a generatore di compressione di flusso (FCG), che risalgono agli anni '50. Questo tipo di bomba EMP ha un design piuttosto semplice, illustrato di seguito. La bomba è composta da un cilindro di metallo (chiamato indotto), che è circondato da una bobina di filo (l'avvolgimento dello statore). Il cilindro dell'indotto è riempito di esplosivo ad alto potenziale e una robusta guaina circonda l'intero dispositivo. L'avvolgimento dello statore e il cilindro dell'indotto sono separati da uno spazio vuoto. La bomba ha anche una fonte di alimentazione, come una batteria di condensatori, che può essere collegata allo statore.

Ecco la sequenza degli eventi quando esplode la bomba:
- Un interruttore collega i condensatori allo statore, inviando una corrente elettrica attraverso i fili. Ciò genera un intenso campo magnetico.
- Un meccanismo a spoletta accende il materiale esplosivo. L'esplosione viaggia come un'onda attraverso il centro del cilindro dell'indotto.
- Mentre l'esplosione si fa strada attraverso il cilindro, il cilindro entra in contatto con l'avvolgimento dello statore. Ciò crea un cortocircuito, tagliando fuori lo statore dalla sua alimentazione.
- Il cortocircuito in movimento comprime il campo magnetico, generando un'intensa esplosione elettromagnetica.

Molto probabilmente, questo tipo di arma colpirebbe un'area relativamente piccola, niente a che vedere con un attacco EMP nucleare, ma potrebbe causare danni gravi.

Alcuni possibili effetti di un attacco EMP:
Gli Stati Uniti sono attratti dalla tecnologia EMP perché è potenzialmente non letale ma è comunque altamente distruttiva. Un attacco EMP lascerebbe in piedi edifici e risparmierebbe vite, ma potrebbe distruggere un esercito considerevole.

Esiste una gamma di possibili scenari di attacco. Impulsi elettromagnetici di basso livello incepperebbero temporaneamente i sistemi elettronici, impulsi più intensi corromperebbero importanti dati informatici e raffiche molto potenti friggerebbero completamente le apparecchiature elettroniche.

Nella guerra moderna, i vari livelli di attacco potrebbero portare a termine una serie di importanti missioni di combattimento senza accumulare molte vittime. Ad esempio, un EMP potrebbe neutralizzare efficacemente:

- sistemi di controllo del veicolo
- sistemi di puntamento, a terra e su missili e bombe
- sistemi di comunicazione
- sistemi di navigazione
- sistemi di sensori a lungo e corto raggio

Un attacco EMP diffuso in qualsiasi paese comprometterebbe la capacità di un esercito di organizzarsi. Le truppe di terra potrebbero avere armi non elettriche perfettamente funzionanti (come le mitragliatrici), ma non avrebbero l'equipaggiamento per pianificare un attacco o localizzare il nemico. In effetti, un attacco EMP potrebbe ridurre qualsiasi unità militare in un esercito di tipo guerriglia.

Sebbene le armi EMP siano generalmente considerate non letali, potrebbero facilmente uccidere delle persone se fossero dirette verso obiettivi specifici. Se un EMP interrompesse l'elettricità di un ospedale, ad esempio, qualsiasi paziente sottoposto a supporto vitale morirebbe immediatamente. Un'arma EMP potrebbe anche neutralizzare veicoli, compresi gli aerei, causando incidenti catastrofici. Un attacco EMP su vasta scala in un paese sviluppato arresterebbe all'istante la vita moderna. Ci sarebbero molti sopravvissuti, ma si troverebbero in un mondo molto diverso.
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