Террористическое и нетрадиционное оружие

3.2.3. Радиочастотное оружие на полупроводниковой элементной базе

Источники РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе компактны и могут быть размещены, включая батареи и антенну, в небольшом кейсе (рис. 3.18). Они способны генерировать импульсы РЧЭМИ длительностью от пикосекунд до микросекунд. Частота следования импульсов может быть подобрана такой, которая соответствует циклу обработки информации в компьютере или другой цели, что увеличивает эффект облучения.

Рис. 3.18

Источник РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе, размещенный в кейсе

3.2.4. Базирование радиочастотного оружия

На борту самолета можно разместить генераторы РЧЭМИ любого типа и облучить значительное число целей. Энергия, необходимая для бортового излучателя РЧЭМИ, может отбираться от двигателей, а антенна – смонтирована на подвеске (рис. 3.19) или интегрирована в корпус. Невзрывные источники РЧЭМИ способны работать в течение десятков часов, однако должны быть приняты меры, чтобы их излучение не повредило электронику самолета-носителя.

Рис. 3.19

Применение невзрывного источника РЧЭМИ с самолета радиоэлектронной борьбы

Размещение РЧО на грузовике позволяет террористам скрытно поразить намеченные цели. Один из сценариев – применение РЧО из взятого напрокат автомобиля, с замаскированной антенной, оставленного недалеко от взлетно-посадочной полосы гражданского аэродрома.

Для применения полицейскими силами фирмой «Рейтеон» разработан автомобиль с УПИ частотой 96 ГГц (рис. 3.20), предназначенный для разгона демонстрантов: на расстояниях до 200 м РЧЭМИ причиняет им легкие ожоги.

Рис. 3.20 Источник РЧЭМИ, разработанный фирмой «Рейтеон» (США), установленный за базе автомобиля, предназначенного для разгона демонстрантов

В военной прессе России не раз упоминались мощные источники РЧЭМИ, созданные для применения в качестве оружия. УПИ «Ранец» (рис. 3.21), установлен на автомобиле высокой проходимости. «Ранец» предлагался к продаже на нескольких оружейных выставках, он генерирует короткие (10–20 не), мощные (более 500 МВт) импульсы в сантиметровом диапазоне длин волн. Декларировалась (но, насколько известно, не подтверждена) способность этого источника «обеспечивать круговую оборону от высокоточного оружия в радиусе до 10 км».

Рис. 3.21 Российский источник узкополосного РЧЭМИ «Ранец», установленный на автомобиле и предназначенный для обороны от высокоточного оружия

Известны также системы, вызывающие срабатывание или повреждающие «интеллект» неконтактных мин (рис. 3.22). Экспериментальный образец, предназначенный для этой цели, создан германской фирмой «Райнметалл» и размещен на автомобиле «Унимог».

Рис. 3.22

Слева – подрыв мины с неконтактным взрывателем, после ее облучения источником РЧЭМИ, установленным на автомобиле. Справа – антенны разработанной германской фирмой «Райнметалл» системы разминирования, установленные на автомобиле «Унимог»

3.2.5. Эффекты воздействия РЧЭМИ на цели

Одно из преимуществ РЧО заключается в скрытности действия, результат которого может проявиться во внезапно возникшей неисправности или помехах, что не обязательно свидетельствует о нападении. После воздействия РЧЭМИ могут наблюдаться:

– временный выход электроники из строя;

– длительный выход ее из строя;

– необратимые повреждения электронных устройств.

Временный выход из строя имеет место, если цель неспособна функционировать в условиях ее облучения, но восстанавливает работоспособность, когда облучение прекращается. Длительный выход из строя происходит при изменении характеристик какого-либо блока, что, как правило, требует вмешательства оператора. Необратимые повреждения происходят, если индуцированный РЧЭМИ токовый импульс «выжигает» важные элементы электронных схем (диоды, транзисторы и прочие) и дальнейшее функционирование цели невозможно без ее ремонта.

По мнению доктора Прищепенко, эффекты воздействия РЧЭМИ должны классифицироваться в зависимости от того, какое влияние они оказывают на выполнение целью боевой задачи. Дело в том, что обработка информации в системах оружия носит циклический характер. Если, например, в системе наведения ракеты происходит сбой в течение одного или немногих таких циклов, имеет место то, что доктор Прищепенко называет «коротким последействием». Такой эффект не может сорвать выполняемую целью боевую задачу, поскольку у системы наведения остается достаточно времени, для повторного «захвата». Более мощное воздействие приводит к «перенасыщению» полупроводников пространственными зарядами, что дольше делает невозможной нормальную их работу и, даже если работоспособность после облучения восстановится, цель уже не сможет выполнить боевую задачу. Такой эффект – намного более длительный, чем «короткое последействие» – доктор Прищепенко называет «временным ослеплением». Он продемонстрировал его при воздействии излучения малокалиберного ЭМБП (42-мм реактивной гранаты с пьезоэлектрическим генератором частоты, рис. 3.13) на радиолокационную станцию миллиметрового диапазона, а также на мины с неконтактными магнитными взрывателями. Следующей категорией наносимых РЧЭМИ повреждений доктор Прищепенко считает «стойкий отказ», при котором происходит глубокая деградация или «выгорание» полупроводниковых элементов и вероятность восстановления работоспособности цели в данном боевом эпизоде можно во внимание не принимать.

Таблица 3.1. Мощность (кВт) токовых микросекундных импульсов, приводящих к выходу из строя полупроводниковых элементов различных классов.

При протекании импульсных токов возможны следующие повреждения:

– утрата диодами выпрямительных функций;

– интермодуляционные искажения;

– запирание (временная неработоспособность) микросхем;

– тепловой пробой;

– электрический пробой.

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

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.

Можно 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.