القنبلة الكهرومغناطيسية

القنبلة الكهرومغناطيسية

تخيل انك فجأة اضطررت للعيش بدون كهرباء لمدة يوم فإنك سوف تتدبر أمورك بانتظار عودة التيار الكهربي، ولكن إذا ما استمر انقطاع التيار الكهربي فإنك في هذه الحالة سوف تضطر للعيش حياة اشبه بتلك التي عاشها الانسان في العصور القديمة بدون كهرباء معتمداً فقط على المواد الأولية فلا يمكنك تشغيل التلفزيون أو الراديو أو الكمبيوتر أو التلفون أو حتى جهاز التدفئة أو مكواة الملابس أو الآلة الحاسبة أو الثلاجة أو الغسالة حتى السيارة ووسائل النقل الحديثة. إن هذا الوضع هو الذي تفعله القنبلة الكهرومغناطيسية التي يؤدي تفجيرها إلى تعطيل وافساد كافة الدوائر الإلكترونية لجميع الأجهزة الكهربية التي تعمل من خلال الدوائر الكهربية المبنية من مواد أشباه الموصلات Semiconductors. واستخدام هذه القنابل في المعارك الحربية يؤدي إلى جعل الخصم يعتمد في معركته على الأسلحة التقليدية مما يسهل محاصرته وهزيمته بسهولة. وهنا سوف نقوم بإلقاء الضوء على هذه القنبلة التي هددت الولايات المتحدة باستخدامها في عدوانها على العراق.

فكرة العمل
تعتمد فكرة عمل القنبلة الكهرومغناطيسية أو سلاح النبضة الكهرومعناطيسية من خلال دوائر كهربية تعمل على إنتاج مجال كهرومغناطيسي كبير.
والمجال الكهرومعناطيسي هو ليس بالشيء الجديد فالشعاع الكهرومغناطيسي هو أشعة الراديو التي يبث عليها محطات الـ AM والـ FM وهي أشعة إكس واشعة الضوء العادي الذي نرى بواسطته الأشياء.


وهنا يجب ان نعلم ان التيار الكهربي المتردد ينتج مجالاً مغناطيسياً وتغير المجال المغناطيسي ينتج تياراً كهربياً متردداً، وكما يعمل مرسل اشارات الراديو الذي يولد مجالاً مغناطيسياً من خلال مرور تيار كهربي في الدائرة الكهربية فإن هذا المجال المغناطيسي ينتج تياراً متردداً في دائرة كهربية أخرى وهي دائرة الاستقبال من خلال الانتينا. إن اشارة راديو ضعيفة تنتج تياراً كهربياً كافياً ليمر في الدائرة الكهربية للمستقبل، ولكن زيادة هائلة في شدة اشعة الراديو ستؤدي إلى توليد تيار كهربي كبير. هذا التيار الكهربي كافٍ ليتداخل في دوائر الأحهزة الإلكترونية ويحرق الدوائر الإلكترونية المتكاملة المبنية من مواد أشباه الموصلات Semiconductors.

إن التقاط اشارات الراديو ذات الشدة العالية يؤدي إلى توليد مجال مغناطيسي كبير يودي بدوره إلى توليد تيار كهربي في أي جسم موصل للكهرباء فمثلاً خطوط التلفون وخطوط نقل الكهرباء والأنابيب المعدنية كلها تعمل مثل الأنتينا ستلتقط هذه التيارات الكهربية على شكل نبضات كهربية عالية الشدة وتنقلها إلى الأجهزة المتصلة بها مثل شبكات الكمبيوتر المتصلة بخطوط الهاتف وعلى الفور سوف تحرق مكوناتها الإلكترونية وتذيب الاسلاك وتفسد البطاريات وتحرق المولدات الكهربية.

والسؤال الآن كيف يمكن انتاج مثل هذه المجالات المغناطيسية العالية!!

إن فكرة القنبلة الكهرومغناطيسية أصبحت متداولة كثيراً في الأخبار في هذا الوقت ولكن مبدأ عمل هذه القنبلة يعود إلى سنوات خلت من 1960 وحتى 1980. وقد جاءت بدايات التفكير في هذه القنبلة في العام 1958 حين قامت الولايات المتحدة بتجربة القنبلة الهيدروجينية في المحيط الهادي وقد أدت إلى نتائج غير متوقعه حيث وجد من آثار تفجير القنبلة الهيدروجينية قطع التيار الكهربي عن شوارع مدينة هاواي التي تبعد مئات الأميال عن مكان التفجير كما ان التفجير ادي إلى تخريب معدات الراديو في استراليا.

وقد استنتج العلماء أن الاضطراب الكهربي الذي حدث قد نتج عن ظاهرة كمبتون Compton Effect التي اكتشفها العالم آرثر كمبتون في 1925. حيث تدرس هذه الظاهرة تفاعل الفوتون الضوئي مع إلكترونات المادة، فعند اصطدام فوتون كهرومغناطيسي ذو طاقة عالية مثل أشعة جاما مع الغلاف الجوي المكون من الأكسجين والنيتوجين فإن إلكترونات تتحرر من ذرات الأكسجين والنيتروجين، هذه الإلكترونات المحررة تتفاعل مع المجال المغناطيسي للكرة الأرضية مما تنتج تياراً كهربياً متردداً مما ينتج مجالاً مغناطيسياً قوياً. تكون النتيجة انتاج نبضة كهرومغناطيسية شديدة تنتشر في المواد الموصلة على مساحة واسعة.

وقد خشيت الولايات المتحدة أثناء الحرب الباردة مع الاتحاد السوفيتي أن تقوم روسيا بتفجير قنبلة نووية على ارتفاع شاهق يصل إلى 50 كيلو متر في سماء الولايات المتحدة تعمل نفس الأثر السابق مما يفسد كل الأجهزة الكهربية في الولايات المتحدة.

ولكن هذه المخاوف ما لبثت أن تبددت بعد ان تبين بعد الأبحاث التي قام بها علماء أمريكيين أن تأثير هذه القنبلة عملياً يكون فقط على مناطق محددة.

كيف تعمل القنبلة الكهرومغناطيسية؟
تعد فكرة عمل القنبلة الكهرومغناطيسية من الأسرار الحربية ولم تكشف بعد كيف ومما تتكون ولكن من المحتمل أن تكون فكرة عمل هذه القنابل أشبه بفكرة عمل فرن ميكروويف ذو طاقة عالية جداً وأشعة موجهة بشكل محدد وعليه فإنها لا تكون قنابل كهرومغناطيسية ولكن أجهزة تولد أشعة كهرومغناطيسية بطاقة عالية جداً وهذه الأجهزة التي تنتج النبضات الكهرومغناطيسية مثبتة على رؤوس صواريخ كروز تطلق على الأهداف من الجو.

تم في سبتمبر 2001 نشر في أحد المجلات العلمية Popular Machine مقالاً حول إنتاج قنبلة ضغط الفيض المغناطيسي flux compression generator bombs وهذه المقالة كتبها المحلل العسكري Carlo Kopp متوفرة للجميع ولكن لا يمكن انتاج تلك القنبلة من هذا المعلومات فقط اي ان هناك العديد من الاسرار لم تكشف بعد وقد جاء في تلك المقالة الشكل التوضيحي التالي:

كما في الشكل تتكون القنبلة من أسطوانة معدنية armature cylinder محاطة بملف موصل stator winding. تملأ الاسطوانة بمواد شديدة الإنفجار ويكون بين الأسطوانة والملف فراغ، ويغطي كلاً من الاسطوانة والملف جدار عازل. يوصل الملف بمصدر تغذية كهربية بواسطة مفتاج كهربي ويتكون مصدر التغذية الكهربية من عدد من المكثفات التي تخزن الطاقة الكهربية.

مراحل تفجير القنبلة الكهرومغناطيسية

عند إغلاق الدائرة الكهربية بين المكثفات والملف تمر نبضة كهربية عالية تعمل على توليد مجال مغناطيسي عالٍ داخل الملف stator winding.

يتم إشعال المواد شديدة الانفجار من خلال دائرة تفريغ كهربي تعمل على انتشار الانفجار كموجة تنتشر داخل الملف stator winding داخل الاسطوانة.

عند انتشار الانفجار داخل الملف يصبح الملف متصلاً مع الاسطوانة التي كانت معزولة وتصبح الاسطوانة والملف دائرة مغلقة تعمل على فصل الملف عن الكثفات الكهربية.

تعمل الدائرة المعلقة التي تنتشر في اتجاه الإنفجار داخل الاسطوانة على توجيه المجال المغناطيسي وتحديده لتنتج نبضة مغناطيسية.

الآثار الناجمة عن استخدام القنبلة الكهرومغناطيسية
يجب أن نعلم ان القنبلة الكهرومغناطيسية لا تعد من أسلحة الدمار الشامل حيث لا تؤثر على الحياة البشرية اذا لم توجه بشكل مباشر على اهداف محددة ولكن تؤثر على الأجهزة وتجعل الخصم باسلحة تقليدية وتجرده من كل الأجهزة التكنولوجية الحديثة، ويكون وخطرها على حسب شدة هذه القنبلة الكهرومغناطيسية، فإذا كانت شدة النبضة الكهرومغناطيسية منخفضة فإنها تؤدي إلى إيقاف مؤقت لعمل الأجهزة الإلكترونية أما اذا ارتفعت شدة هذه النبضة الكهرومغناطيسية فإنها تدمر كل البيانات المخزنة في الكمبيوترات، أما عند نبضة ذات شدة عالية فإنها تفسد الأجهزة الإلكترونية وتعطلها بصورة دائمة.

في المعارك الحربية تعمل هذه القنبلة على تعطيل المركبات الحربية وقاذفات الصواريخ الأرضية وانظمة الاتصالات وأنظمة التوجيه والتحكم وأجهزة الرصد والتتبع.

وتقوم القوات الامريكية باستخدام هذه القنابل في عدوانها لصعوبة الوصول إلى المواقع تحت الأرص بالصواريخ العادية وهذه القنابل تنتج نبضات كهرومغناطيسية قادرة على اختراق سطح الأرض لتصل إلى كافة الأجهزة حتى الأبواب الكهربية وتفسد عملها. ليتخيل ذلك للشخص العادي انه فجأة اضطر للعيش بدون وجود الكهرباء فسيجد كل الأجهزة التي حوله لا تعمل مما يضطره للعيش كما لو كان في العصور القديمة]

القنبلة E-Bomb

وهي التسمية المستخدمة لعدة مصطلحات تصبّ في المعنى نفسه، مثل: القنبلة الخفيّة، والقنبلة القذرة، وقنبلة الفقراء، والمعنى في النهاية هو “القنبلة الكهرومغناطيسية”، والتي يُقال إنها لم تستخدم بعد في أرض أية معركة، ولكن لا أحد يستطيع الجزم بذلك، لأنها قنبلة تعمل بدون صوت، ولا دخان، ولا رائحة، ولا تخلِّف أي أثر من الآثار التي تنجم عن أنواع القنابل الأخرى، وهي لم تعد من ضروب الخيال العلمي، بل صارت حقيقة، حتى أن الولايات المتحدة الأمريكية تملك قنابل من هذا النوع مركَّبة على صواريخ وعلى طائرات بطيار وبدون طيار. وتجري فرنسا تجارب حول هذه القنابل بمساعدة المختبرات الجامعية (ليموج ليل)، ومعاهد الهندسة، ولكنها لم تقر بعد برامج التصنيع والتطوير عليها. . وفي أغسطس 2002م لمَّح وزير الدفاع الأمريكي (دونالد رامسفيلد) بإمكانية استخدام القنابل e-bomb في الحرب على العراق، علماً بأن القيادة الأمريكية لم تخف وجود ميزانية خاصة لتطوير القنابل الكهرومغناطيسية، ولكن بدون ذكر أي تفاصيل. وفي عام 1996م قامت القوات الجوية الأمريكية بإجراء تجربة حيّة في كاليفورنيا باستخدام قنبلة كهرومغناطيسية ضد حوّامة متطورة، فتم تعطيل معظم الأجهزة الإلكترونية والكهربائية في الحوّامة.
وهكذا يقف العالم على عتبات ظهور سلاح جديد يتمثّل في القنبلة الكهرومغناطيسية، أو القنبلة الإلكترونية بحسب تسمية آخرين لها.

لا تقتل .. ولكن!!

وحكاية هذه القنبلة بدأت عندما لاحظ العسكريون والعلماء أن ذبذبات الموجات القصيرة تؤثِّر على عمل الأجهزة الإلكترونية وتعطِّلها، وهو أمر يمكن أن نلاحظه في بيوتنا، إذ إن وجود جهاز هاتف محمول بقرب جهاز تلفزيون يعطِّل عمل جهاز التحكّم في التلفزيون، وهو المبدأ نفسه الذي حدث في عام 1958م، ففي تلك السنة أُجريت تجربة للقنبلة الهيدروجينية فوق المحيط الهادي أدّت إلى تفجيرات في إشعاعات غاما، التي ما إن اصطدمت بالأوكسجين والنتروجين في الجو حتى أطلقت إلكترونيات انتشرت مئات الأميال، وكانت النتيجة المباشرة لذلك، أن انطفأت الأنوار في جميع شوارع هاواي وتعطّلت الاتصالات البحرية، وصولاً إلى استراليا لمدة 18 ساعة، ومنذ ذلك التاريخ ظهرت فكرة السلاح الكهرومغناطيسي.
أما السيناريو الذي يمكن وضعه في حال استخدام هذا السلاح، فيبدأ من صوت انفجار يشبه صوت الرعد، وخلال سرعة قياسية جداً يعم الظلام في المنطقة المستهدفة، حيث تنطفئ كل الأجهزة والأدوات الكهربائية والإلكترونية وتتعطّل الكمبيوترات وتختفي كل المعلومات المخزنة فيها، والخطوط الهاتفية تتوقف، والأجهزة الخليوية تتجمّد وتفرغ بطارياتها، وبالتالي لا محركات تعمل، ولا سيارات تسير، ولا محطات للطاقة، ولا مولِّدات للكهرباء، ولا مصانع، ولا مشافي، ويمتلئ الجو برائحة حريق البلاستيك من ذوبان كابلات الكهرباء وأسلاك الهاتف.
الأمر نفسه يحدث إذا أُلقيت القنبلة الكهرومغناطيسية على منطقة عسكرية، إذ في السرعة القياسية ذاتها، تتوقف الرادارات والحواسيب والكمبيوترات التي تتحكم بالأسلحة، وتتحوّل كل أنواع الأسلحة إلى مجرد هياكل وخردة، لأنها غير قادرة على العمل، وبالتالي تصبح المنطقة العسكرية بكل محتوياتها هدفاً أقل من سهل يمكن تدميره بسهولة غير مسبوقة. ويحدث ذلك لأن القنبلة الكهرومغناطيسية هي عبارة عن رأس حربي من شحنات إلكترومغناطيسية عالية جداً، ترسل عندما تنفجر زخّات من الطاقة الكهربائية، قوتها مليار واط في جزئيات من الثواني، فتعطل كل ما يعمل في مدى مئات الأميال. ويحمل هذه القنبلة صاروخ كروز، أو قذيفة مدفع من عيار 155 ملم، أو قاذفة صواريخ، وعندما تبلغ هدفها يتفكك غلافها ليحدث الانفجار الإلكترومغناطيسي وترسل شحنات عالية من الطاقة بالمكرويف، وفوراً تتحول كل تيارات الطاقة والهوائيات والمحركات إلى لاقطات لشعاعات من هذه الطاقة، ويمكن ضبط مجال القنبلة من عدة عشرات الأمتار إلى دائرة قطرها كيلومتران.
ضمن هذه المعطيات نستطيع القول إن القنبلة الكهرومغناطيسية تختلف عن القنبلة التقليدية بأن قوة الدفع فيها تعتمد على موجات تنطلق من خلال مولد حراري أو ضوئي، وليس على تفاعل كيميائي نتيجة احتراق البارود، وبينما تصل أقصى سرعة للقذيفة العادية 30 ألف كم-ث، فإن سرعة الموجة تصل إلى (300) ألف كم-ث، أي سرعة الضوء.

مكونات القنبلة الكهرومغناطيسية

إن مكونات هذه القنبلة بسيطة من الناحيتين التقنية والعلمية، بحيث سيمكن إنتاج شكل مبسّط منها من قِبَل أي معمل صغير للأسلحة، وتتألّف هذه المكونات كما يلي:
1. مولّدات ضاغطة للمجال عن طريق ضخ المتفجرات Generators Explosively Pumped Compression،
: وهي مولدات تستطيع إنتاج طاقة كهربائية تقدر بعشرات الملايين من (الجول) خلال زمن يتراوح بين عشرات ومئات الميكروثانية في حزمة مدمجة، وينتج عن ذلك أن تصل القيمة القصوى للقدرة إلى عشرات التيروات (التيروات يساوي 12810 وات)، وتتراوح شدة التيار الناتج عن هذه المولّدات (100) ضعف التيار الناتج عن البرق أو الصاعقة.
وتتركز الفكرة الأساسية في هذه التقنية على استخدام متفجرات تقوم بضغط المجال المغناطيسي، ويتم إنشاء المجال المغناطيسي البدئي قبل بداية تشغيل المتفجرات بواسطة تيار البدء، الذي يمكن الحصول عليه من مصدر خارجي، مثل: مجموعة مكثّفات جهد عالي، أو مولّد مغنطة ديناميكية، أو أي جهاز قادر على إنتاج نبضة تيار في حدوث ملايين من الأمبيرات. ويبدأ الجهاز عمله بإشعال المتفجرات عندما يصل تيار البدء إلى أعلى قيمة له، ومن ثم ينتشر التفجير عبر المتفجرات الموجودة في حافظة تتحول إلى شكل مخروطي، مما يؤدي إلى ضغط المجال المغناطيسي المتولد، والنتيجة تكون نبضة كهربائية تصل إلى قيمتها القصوى قبل تدمير الجهاز.
2. مولّد المغنطة الديناميكية الهيدروليكية ذات الدفع من المتفجرات أو الوقود النفّاث Explosive and prepellant driven MHD Generators،
ولا يزال تصميم هذه المولدات في مراحل بدائية والأبحاث العسكرية التطويرية تدور حول تطوير هذه المولدات، والفكرة الأساسية في عمل هذه المولدات تتلخص في أنه عند تحرّك موصِّل معدني في مجال مغناطيسي تتولّد قوة دافعة كهربائية، وبالتالي تيار في اتجاه عامودي على اتجاه الحركة وعلى اتجاه المجال المغناطيسي، وفي هذا النوع يكون الموصِّل المعدني هو البلازما، أي الحالة الرابعة للمادة الناتجة عن اللهب المتأيِّن للمتفجرات أوغاز الوقود النفّاث، والتي تنتشر عبر تيار المجال المغناطيسي الذي سيتم تجميعه بواسطة أقطاب كهربائية تلامس نفاث البلازما.
هذه هي مكوّنات عمل القنبلة الكهرومغناطيسية، وهي كما نرى مكونات بسيطة، ومع ذلك، هناك عوائق كثيرة مازالت قائمة أمام تصنيعها بشكل تام، منها أن المولِّدات الضاغطة للمجال لها فاعلية تقنية في توليد نبضات كهربائية عالية القدرة، ولكنها بطبيعة تكوينها لا تستطيع أن تنتج هذه النبضات بترددات أكبر من (1) ميكا سيكل-ث، وهي ترددات منخفضة مهما كانت شدتها، ومن ثم فإنها لا تتيح مهاجمة الأهداف التي تتطلب ترددات أعلى من ذلك، وهذه المشكلة يتم العمل على التخلُّص منها بواسطة تقنيات الميكرويف ذات القدرة العالية hpn من خلال مولّدات خاصة يتم العمل على إيجادها، ومنها المولد “مذبذب المهبط التخيُّلي” (Vercator)، حيث تهدف الأبحاث إلى إكساب هذا المولد شعاعاً إلكترونياً ذا تيار عالٍ لعجلة تسارعية في الحركات من خلال شبكة مصدر، وعند عبور عدد كبير من الإلكترونيات لهذا المعبر تتكون خلفه فقّاعة شحنات بتردد متناه القصر “ميكرويف”، فإذا ما تم وضع هذه الفقاعات من الشحنات في فجوة رنين يتم توليفها بعناية، يمكن استخراج طاقة الميكرويف من هذه القيمة من خلال فجوة الرنين، ونظراً لأن تردُّد الذبذبة يعتمد كلياً على مدلولات وقيم الشعاع الإلكتروني، فإنه يمكن توليف هذا الجهاز Vercator على تردّد، بحيث يساعد فجوة الرنين في تقوية الشكل المناسب للموجة.
من هذا يمكن القول إن التطوير الجاري الآن على القنبلة الكهرومغناطيسية لا يبحث في شيء غير موجود، بل في سبل التغلُّب على المصاعب الموجودة في هذا الشيء، ومنها تعظيم وزيادة فترة القدرة القصوى للإشعاع الكهرومغناطيسي للقنبلة، وذلك باستخدام أقوى المولِّدات الضاغطة للمجال، أو أقوى مذبذب للمهبط التخيُّلي، وكذلك تعظيم كفاءة اتصال القنبلة بالهدف، فنظراً لتنوُّع طبيعة الأهداف وتعقيداتها التقنية، يتم الآن دراسة كل حالة على حدة طبقاً لحزم الترددات الناتجة عن كل سلاح، كما أنه لتعظيم كفاءة اتصال القنبلة بالهدف، وخصوصاً في حالة القنابل ذات التردُّد المنخفض التي يتم فيها استخدام مولّدات ضغط المجال، فإنه يجب استخدام هوائي كبير للغاية. وعلى الرغم من أن القنابل الكهرومغناطيسية يكون لها إشعاع كهرومغناطيسي على مدى واسع من الترددات، فإن معظم الطاقة المنتجة تقع في حيز الترددات الأقل من (1) ميجا هيرتز، وبالتالي فإن الهوائيات المدمجة لا يمكن استخدامها. وأحد الخيارات المطروحة لحل هذه المشكلة هو إطلاق كرة ملفوف عليها كابل، بحيث ينحل الكابل عدة مئات من الأمتار في حين تكون أربعة هوائيات شعاعية في مستوى أرضي تخيّلي حول القنبلة، بينما يستخدم هوائي محوري لبثّ الإشعاع من المولد الضاغط للمجال.
التكمله فى الموضوع الثانى