تويت
القنبلة الإلكترونية
القنبلة الإلكترونية electronic bomb سلاح حديث متطور يعتمد على مبدأ تفجير قنبلة خاصة تولد نبضات كهرمغنطيسية شديدة تؤثر في الأجهزة الإلكترونية، وتعطل عملها مدة طويلة.
كانت الولايات المتحدة الأمريكية ودول أخرى مصنعة للسلاح النووي قد شرعت منذ السبعينات والثمانينيات من القرن المنصرم بتحري أمور حصلت عليها من اختبارات تفجير قنابل إلكترونية فوق الأرض وتحت الأرض. وقد تبين لهم أن النبضة الكهرمنغنطيسية الشديدة electro magnetic pulse ورمزها EMP التي تتولد لحظة الانفجار خطرة جداً على التجهيزات الإلكترونية، ويتبعها مفعول تأيين ionization effect يحدّ من استخدام الاتصالات مدة قد تصل إلى 72ساعة، ويشل عمل أجهزتها.
آثار القنبلة الإلكترونية
تحمل النبضة الكهرمغنطيسية الناتجة عن الانفجار طاقة هائلة تضر بالتجهيزات الإلكترونية الحساسة، وخاصة تلك التي تعمل بأنصاف النواقل والدارات المتكاملة، الأمر الذي يجعل معظم التجهيزات الإلكترونية المستخدمة تجارياً والتجهيزات الحاسوبية تتعرض للتخريب الذي تلقى نبضة شديدة من هذا النوع. تتدرج الآثار المترتبة على نبضة الأمواج الكهرمغنطيسية بين تخفيض استطاعة أجهزة البث الراديوي و إضعاف حساسية الأجهزة العاملة إلى شللها الكامل وتعطل أنظمة الإشعال ignition systems في السيارات، وأجهزة الاتصالات والحواسيب.
القنبلة الإلكترونية اللانووية
تعود فكرة توليد نبضة كهرمغنطيسية شديدة بوسيلة غير نووية إلى الفيزيائي آرثر كومتون Arther Compton عام 1927، الذي كان يدرس أثر حقن البلازما في عناصر لاتحوي عدداً كبيراً من الإلكترونات. ثم توصل العلماء في منتصف الثمانينيات من القرن المنصرم إلى تصميم أجهزة من هذا القبيل تصدر نبضة كهرمغنطيسية بطاقة عالية من دون الحاجة إلى تفجير نووي. وقد أثبتت التجارب لدى تحميل هذا النوع من السلاح على متن قاذفات القنابل B-52 وعلى متن الصواريخ جدواه عملياً، فقد أدى إلى خفض أداء بعض الأجهزة الإلكترونية وشل عمل بعضها الآخر، ومن هنا اكتسب هذا النوع من السلاح اسمه وهو القنبلة الإلكترونية.
تصميم القنبلة الإلكترونية اللانووية
لعل أشهر تصاميم القنبلة الإلكترونية اللانووية تصميم يعرف باسم مولِّد الانضغاط التدفُّقي Flux Compression Generator يعرف اختصاراً باسم FCG، وهو تصميم لا يتطلب تصنيعه كثيراً من المال. يعتمد تصميم هذا النوع على تحريك قِصَر في أنبوب يغذى من مجمع مكثفات مشحونة، ولا يتطلب تصنيعه إلا ورشة متواضعة وبعض العناصر الإلكترونية، إضافة إلى مواد متفجرة من نوع خاص وتجهيزات توقيت تفجير. ويبين الشكل (1) بنية قنبلة إلكترونية من الصنف FCG وهي قنبلة بمقدورها توليد طاقة كهربائية تبلغ بضع عشرات الميغا جول في مدة تراوح بين عشرات ومئات الميكرو ثانية، وذلك ضمن حيز صغير نسبياً، ومن ثم فهي تولد استطاعات عند الذروة من رتبة التيراواط، بل عشرات التيراواطات، (s1012Watt)ويمكن أن تخرج هذه الطاقة من القنبلة الإلكترونية على هيئة نبضة واحدة. وكل نبضة من هذا النوع تولدها قنبلة إلكترونية حديثة طاقتها تفوق طاقة صاعقة بعشر مرات، وقد تصل إلى آلاف المرات.
يستخدم في القنبلة الإلكترونية الظاهرة في الشكل مادة شديدة الانفجار تضغط بسرعة فائقة حقلاً مغنطيسياًً، فتنقل بذلك طاقة هائلة من المادة المتفجرة إلى الحقل المغنطيسي.
يتولد الحقل المغنطيسي الأولي في القنبلة FCG ـ قبل بدء التفجير ـ من تيارِ بدءٍ تقدّمُه مجموعة مكثفات مشحونة بجهد عالٍ، فتولد لدى تفريغها تياراً من رتبة عشرات الكيلو أمبير أو الميغا أمبير. تتوضع كدسة المكثفات هذه عادة في مؤخر القذيفة كما هو مبين في الشكل (2)، ويشكل أنبوب أسطواني من النحاس درع القنبلة armature، ويملأ بمادة شديدة الانفجار يمكن أن تأخذ شكل الأنبوب تماماً. يحاط الدرع النحاسي بملف حلزوني مؤلف من سلك مقطعه كبير من النحاس، فيشكل ما يسمى العضو الساكن stator للقنبلة FCG.
إن القوى المغنطيسية الشديدة المتولدة يمكن أن تسبب تطاير القنبلة الإلكترونية قبل اكتمال نضج النبضة. ويحول دون ذلك إضافة دِثار jacket من مادة لا مغنطيسية non-magnetic كالألياف الزجاجية في مادة لاصقة Epoxy. تبدأ المادة المتفجرة عادة بالاشتعال عندما يبلغ تيار البدء ذروة شدته، فتنتشر ضمن الدرع النحاسي الأسطواني موجة مستوية، تشوه الدرع، فيغدو مخروطي الشكل، كما هو واضح في الشكل (1). فإذا بلغ قطر الدرع بسبب تشوهه قطر العضو الساكن؛ فإنه يولد دارة قصيرة short circuit بين طرفي ملف العضو الساكن مسبباً قِصَر تيار البدء، وفاصلاً منبع التغذية، فينحصر التيار ضمن الجهاز. إن انتشار عملية القِصَر هذه يقود إلى ضغط الحقل المغنطيسي، وفي الوقت ذاته إلى تخفيض تحريضية ملف العضو الساكن، فيتولد بهذه الطريقة نبضة تيار ذات انحدار كالمبينة في الشكل (3) تبلغ ذروتها قبل تبعثر القنبلة أشلاء.
يبلغ تضخيم التيار المتولد في القنبلة الإلكترونية من الصنف FCG ـ أي النسبة بين تيار الخرج output current وتيار الإقلاع start current ـ الستين ضعفاً. وقد تستخدم منظومات FCG واحدة تلو الأخرى كما هو مبين في الشكل (2) لزيادة نسبة التضخيم هذه.
إن الموضوعات التقانية التي ينبغي التصدي لها وفق هذا التصميم تتضمن تغليف المنظومة FCG، وتوفير تيار الإقلاع وتحقيق التوافق matching بين الجهاز وبين الحمولة load. والتصميم المتمحور للقنابل الإلكترونية من النوع FCG هو الأنسب والأكثر استخداماً وهو التصميم الموضح في الشكل (2).
كيفية تحقيق أكبر دمار إلكتروني
إن تفجير القنبلة الإلكترونية من الصنف FCG في الجو يساعد على زيادة فعلها التدميري على الأجهزة الإلكترونية، إلا أن تأثيرها يبقى محدوداً ضمن مساحة محددة حول نقطة سقوطها، وكلما زاد طول درع القنبلة armature زادت شدة النبضة EMP المتولدة واتسع التدمير الناجم عنها. وتستطيع قنبلة إلكترونية طولها نحو 150 سنتيمتراً، من النوع FCG تسقط فوق مطار شل أنظمة الاتصالات فيه شللاً تاماً دون أن تحدث دماراً يذكر في منشآت المطار.
الوقاية من أضرار القنابل الإلكترونية
تتطلب حماية الأجهزة الإلكترونية من خطر القنابل الإلكترونية من الصنف FCG أو غيرها استخدام قفص حولها يدعى قفص فاراداي. يحول قفص فاراداي المشاد حول التجهيزات الإلكترونية من دخول النبضة الكهرمغنطيسية إلى هذه التجهيزات. ويظهر في الشكل (4) أسلوب حماية تجهيزات إلكترونية حساسة ضمن مبنى يعتمد مبدأ قفص فاراداي.
ما الذي يحد من أخطار القنابل الإلكترونية
إن ما يحد من أضرار القنابل الإلكترونية تصميمها وطريقة إسقاطها فوق أهدافها. فالتصميم يحدد شدة النبضة الكهرمغنطيسية التي تولدها، وتوزعها الطيفي spectral distribution، وكذلك الأجهزة التي يمكن أن تستجيب لها. أما طريقة الإسقاط فتحدد موقع سقوط القنبلة بالنسبة لهدفها، كأن تكون موجهة بالليزر، أو وفق نظام GPS، أي نظام تحديد المواقع عالمياً. يضاف إلى هذين الأمرين عدم الدقة في تقدير الأضرار الناجمة عنها. فالرادارات وأجهزة الاتصالات يمكن أن تستمر في البث بعد تعرضها لهجوم بقنبلة إلكترونية، على الرغم من تعرض أجهزة الاستقبال فيها ومنظمات معالجة المعطيات للضرر أو للعطب، وعندها يبدو الموقع الذي تعرض للهجوم بقنبلة إلكترونية وكأنه يعمل بانتظام. وبالمقابل قد يطفئ الخصم أجهزة البث لديه قبيل تعرضه لهجوم بقنبلة إلكترونية لخداع عدوه وحماية تجهيزاته.
أنواع أخرى من القنابل الإلكترونية الحديثة
كان الاتحاد السوفييتي قبل تفككه قد أنتج قنابل إلكترونية من صنف الأمواج الميكروية ذات الاستطاعة العالية high-power microwave electronic bomb؛ ويرمز لها اختصاراً بقنابل الصنف HPM. يمكن لقنبلة من هذا الصنف أن توضع ضمن حقيبة وتُصْدر عند تشغيلها نبضات عالية الاستطاعة تصل إلى عشرة غيغا واط، ومداها بضع عشرات الأمتار. ويمكن لأنواع أخرى محمولة على عربة أن يبلغ مداها بضع مئات من الأمتار. وهي قنابل إلكترونية تعمل بصمت لا يلتفت إليها أحد، أما آثارها فمدمرة، إذ يمكنها أن تدمر الأجهزة الحاسوبية في المصارف والمصانع والمنازل ومقاسم الهاتف وغيرها من التجهيزات الإلكترونية الحساسة إذا وجدت ضمن مجال عملها الفعال.
ولقد طُوِّر نموذج من هذا الصنف على هيئة مسدس يمكن استخدامه ضد عربة محددة لشل نظام الإشعال فيها أو ضد حاسوب شخصي PC. وتجدر الإشارة إلى أن شرطة المرور ورجال المخابرات في بعض البلدان يستخدمون تجهيزات من هذا القبيل لتعقب المجرمين والقبض عليهم.
أحمد الحصري
القنبلة الإلكترونية electronic bomb سلاح حديث متطور يعتمد على مبدأ تفجير قنبلة خاصة تولد نبضات كهرمغنطيسية شديدة تؤثر في الأجهزة الإلكترونية، وتعطل عملها مدة طويلة.
كانت الولايات المتحدة الأمريكية ودول أخرى مصنعة للسلاح النووي قد شرعت منذ السبعينات والثمانينيات من القرن المنصرم بتحري أمور حصلت عليها من اختبارات تفجير قنابل إلكترونية فوق الأرض وتحت الأرض. وقد تبين لهم أن النبضة الكهرمنغنطيسية الشديدة electro magnetic pulse ورمزها EMP التي تتولد لحظة الانفجار خطرة جداً على التجهيزات الإلكترونية، ويتبعها مفعول تأيين ionization effect يحدّ من استخدام الاتصالات مدة قد تصل إلى 72ساعة، ويشل عمل أجهزتها.
آثار القنبلة الإلكترونية
تحمل النبضة الكهرمغنطيسية الناتجة عن الانفجار طاقة هائلة تضر بالتجهيزات الإلكترونية الحساسة، وخاصة تلك التي تعمل بأنصاف النواقل والدارات المتكاملة، الأمر الذي يجعل معظم التجهيزات الإلكترونية المستخدمة تجارياً والتجهيزات الحاسوبية تتعرض للتخريب الذي تلقى نبضة شديدة من هذا النوع. تتدرج الآثار المترتبة على نبضة الأمواج الكهرمغنطيسية بين تخفيض استطاعة أجهزة البث الراديوي و إضعاف حساسية الأجهزة العاملة إلى شللها الكامل وتعطل أنظمة الإشعال ignition systems في السيارات، وأجهزة الاتصالات والحواسيب.
القنبلة الإلكترونية اللانووية
 |
| الشكل (1) مقطع طولاني لقنبلة إلكترونية من الصنف FCG يبين تنامي النبضة EMP بمرور الزمن |
تصميم القنبلة الإلكترونية اللانووية
لعل أشهر تصاميم القنبلة الإلكترونية اللانووية تصميم يعرف باسم مولِّد الانضغاط التدفُّقي Flux Compression Generator يعرف اختصاراً باسم FCG، وهو تصميم لا يتطلب تصنيعه كثيراً من المال. يعتمد تصميم هذا النوع على تحريك قِصَر في أنبوب يغذى من مجمع مكثفات مشحونة، ولا يتطلب تصنيعه إلا ورشة متواضعة وبعض العناصر الإلكترونية، إضافة إلى مواد متفجرة من نوع خاص وتجهيزات توقيت تفجير. ويبين الشكل (1) بنية قنبلة إلكترونية من الصنف FCG وهي قنبلة بمقدورها توليد طاقة كهربائية تبلغ بضع عشرات الميغا جول في مدة تراوح بين عشرات ومئات الميكرو ثانية، وذلك ضمن حيز صغير نسبياً، ومن ثم فهي تولد استطاعات عند الذروة من رتبة التيراواط، بل عشرات التيراواطات، (s1012Watt)ويمكن أن تخرج هذه الطاقة من القنبلة الإلكترونية على هيئة نبضة واحدة. وكل نبضة من هذا النوع تولدها قنبلة إلكترونية حديثة طاقتها تفوق طاقة صاعقة بعشر مرات، وقد تصل إلى آلاف المرات.
يستخدم في القنبلة الإلكترونية الظاهرة في الشكل مادة شديدة الانفجار تضغط بسرعة فائقة حقلاً مغنطيسياًً، فتنقل بذلك طاقة هائلة من المادة المتفجرة إلى الحقل المغنطيسي.
يتولد الحقل المغنطيسي الأولي في القنبلة FCG ـ قبل بدء التفجير ـ من تيارِ بدءٍ تقدّمُه مجموعة مكثفات مشحونة بجهد عالٍ، فتولد لدى تفريغها تياراً من رتبة عشرات الكيلو أمبير أو الميغا أمبير. تتوضع كدسة المكثفات هذه عادة في مؤخر القذيفة كما هو مبين في الشكل (2)، ويشكل أنبوب أسطواني من النحاس درع القنبلة armature، ويملأ بمادة شديدة الانفجار يمكن أن تأخذ شكل الأنبوب تماماً. يحاط الدرع النحاسي بملف حلزوني مؤلف من سلك مقطعه كبير من النحاس، فيشكل ما يسمى العضو الساكن stator للقنبلة FCG.
 |
| الشكل (2) منظومة FCG في قنبلة إلكترونية تتولد فيها النبضة الكهرطيسية على مرحلتين |
 |
| الشكل (3) مخطط نبضة كهرطيسية نموذجية EMP مقارنة مع نبضة البرق والتفجير النووي |
يبلغ تضخيم التيار المتولد في القنبلة الإلكترونية من الصنف FCG ـ أي النسبة بين تيار الخرج output current وتيار الإقلاع start current ـ الستين ضعفاً. وقد تستخدم منظومات FCG واحدة تلو الأخرى كما هو مبين في الشكل (2) لزيادة نسبة التضخيم هذه.
إن الموضوعات التقانية التي ينبغي التصدي لها وفق هذا التصميم تتضمن تغليف المنظومة FCG، وتوفير تيار الإقلاع وتحقيق التوافق matching بين الجهاز وبين الحمولة load. والتصميم المتمحور للقنابل الإلكترونية من النوع FCG هو الأنسب والأكثر استخداماً وهو التصميم الموضح في الشكل (2).
كيفية تحقيق أكبر دمار إلكتروني
إن تفجير القنبلة الإلكترونية من الصنف FCG في الجو يساعد على زيادة فعلها التدميري على الأجهزة الإلكترونية، إلا أن تأثيرها يبقى محدوداً ضمن مساحة محددة حول نقطة سقوطها، وكلما زاد طول درع القنبلة armature زادت شدة النبضة EMP المتولدة واتسع التدمير الناجم عنها. وتستطيع قنبلة إلكترونية طولها نحو 150 سنتيمتراً، من النوع FCG تسقط فوق مطار شل أنظمة الاتصالات فيه شللاً تاماً دون أن تحدث دماراً يذكر في منشآت المطار.
الوقاية من أضرار القنابل الإلكترونية
 |
| الشكل (4) مخطط منظومة حماية ضد القنابل الإلكترونية |
ما الذي يحد من أخطار القنابل الإلكترونية
إن ما يحد من أضرار القنابل الإلكترونية تصميمها وطريقة إسقاطها فوق أهدافها. فالتصميم يحدد شدة النبضة الكهرمغنطيسية التي تولدها، وتوزعها الطيفي spectral distribution، وكذلك الأجهزة التي يمكن أن تستجيب لها. أما طريقة الإسقاط فتحدد موقع سقوط القنبلة بالنسبة لهدفها، كأن تكون موجهة بالليزر، أو وفق نظام GPS، أي نظام تحديد المواقع عالمياً. يضاف إلى هذين الأمرين عدم الدقة في تقدير الأضرار الناجمة عنها. فالرادارات وأجهزة الاتصالات يمكن أن تستمر في البث بعد تعرضها لهجوم بقنبلة إلكترونية، على الرغم من تعرض أجهزة الاستقبال فيها ومنظمات معالجة المعطيات للضرر أو للعطب، وعندها يبدو الموقع الذي تعرض للهجوم بقنبلة إلكترونية وكأنه يعمل بانتظام. وبالمقابل قد يطفئ الخصم أجهزة البث لديه قبيل تعرضه لهجوم بقنبلة إلكترونية لخداع عدوه وحماية تجهيزاته.
أنواع أخرى من القنابل الإلكترونية الحديثة
كان الاتحاد السوفييتي قبل تفككه قد أنتج قنابل إلكترونية من صنف الأمواج الميكروية ذات الاستطاعة العالية high-power microwave electronic bomb؛ ويرمز لها اختصاراً بقنابل الصنف HPM. يمكن لقنبلة من هذا الصنف أن توضع ضمن حقيبة وتُصْدر عند تشغيلها نبضات عالية الاستطاعة تصل إلى عشرة غيغا واط، ومداها بضع عشرات الأمتار. ويمكن لأنواع أخرى محمولة على عربة أن يبلغ مداها بضع مئات من الأمتار. وهي قنابل إلكترونية تعمل بصمت لا يلتفت إليها أحد، أما آثارها فمدمرة، إذ يمكنها أن تدمر الأجهزة الحاسوبية في المصارف والمصانع والمنازل ومقاسم الهاتف وغيرها من التجهيزات الإلكترونية الحساسة إذا وجدت ضمن مجال عملها الفعال.
ولقد طُوِّر نموذج من هذا الصنف على هيئة مسدس يمكن استخدامه ضد عربة محددة لشل نظام الإشعال فيها أو ضد حاسوب شخصي PC. وتجدر الإشارة إلى أن شرطة المرور ورجال المخابرات في بعض البلدان يستخدمون تجهيزات من هذا القبيل لتعقب المجرمين والقبض عليهم.
أحمد الحصري