Un impulso elettromagnetico, o EMP, emessa da un'arma nucleare esplosa in alto sopra gli Stati Uniti potrebbe disabilitare i circuiti elettronici di molti dispositivi vitali per la difesa militare e la vita moderna.

Questi potrebbero includere sistemi d'arma complicati e telefoni, computer portatili, carte di credito e computer per auto. Anche nei guai potrebbero essere gli elettrodomestici, pompe di benzina e conti bancari.

Fortunatamente, l'equipaggiamento militare è progettato per essere immune a vari livelli di EMP, e la validità dei suoi progetti, e anche di alcuni progetti civili, è stata testata e migliorata da un generatore EMP "amichevole" installato in una struttura recentemente rinnovata presso i Sandia National Laboratories.

Il simulatore di ambiente elettromagnetico, o EMES, consiste in un generatore Marx delle dimensioni di un ippopotamo che si trova da solo in un piccolo laboratorio. Il grande banco di condensatori immagazzina energia elettrica e la rilascia su comando. La risultante esplosione di energia, sotto forma di impulso elettromagnetico, può essere focalizzato su un obiettivo ogni 15 minuti. Gli assorbitori all'estremità opposta della camera di prova divorano l'energia non assorbita dall'oggetto da testare.

"Un impulso EMP generato da un avversario sarebbe un tentativo di interrompere le nostre comunicazioni o altre apparecchiature, " ha detto Leonard Martinez, il ricercatore Sandia responsabile del sistema di cronometraggio e controllo dello sparo. "I recenti progressi ora ci consentono di fornire quell'impulso entro un microsecondo dal requisito di temporizzazione dell'unità".

L'idea è quella di esplorare gli effetti dell'impulso di energia testando un oggetto in momenti critici durante i suoi processi. L'apprendimento di quando e dove può verificarsi un problema nell'unità consente agli ingegneri di progettare una migliore schermatura EMP per prevenire tali disturbi.

Il processo di test EMES di Sandia prevede la rotazione dei componenti nell'area di destinazione, sottoponendoli all'EMP in rapido picco e quindi rimuovendoli per far posto all'elemento successivo da testare. I risultati preliminari sono forniti immediatamente, disse Martinez, e in seguito verrà pubblicato un rapporto più lungo con un'analisi più ampia.

"I costruttori o i proprietari generalmente chiedono aiuto al mio gruppo quando si tratta di ulteriori progetti di schermatura, " Ha detto Martinez. L'obiettivo del design può variare dalla protezione di minuscole parti elettroniche alla schermatura di sottosistemi più grandi di equipaggiamento militare.

"I nostri clienti possono decidere di implementare una schermatura aggiuntiva sul proprio dispositivo tra un test e l'altro, o anche riportare il dispositivo al loro laboratorio per progettare e aggiungere ulteriore schermatura, " ha detto Martinez. "Poi lo avrebbero riportato per un nuovo test".

Se il dispositivo supera il test del livello di specifica ai normali requisiti energetici, i suoi proprietari possono chiedere alla struttura di prova di aumentare l'ampiezza del campo elettrico EMP in fasi incrementali per determinare le capacità del dispositivo a livelli di minaccia più elevati. "Questo dà al cliente un migliore livello di fiducia nei confronti del proprio prodotto, ", ha detto Martinez.

Le versioni precedenti della macchina per la produzione di impulsi hanno funzionato per la prima volta dal 1978 al 1994. L'impianto di prova è rimasto inutilizzato fino a dopo gli attacchi dell'11 settembre, quando è stato resuscitato per testare le comunicazioni in tutta la nazione nel caso in cui un avversario potesse generare un impulso EMP dentro o vicino agli Stati Uniti. "Potremmo ancora comunicare? Le nostre radio, televisori, forni a microonde e frigoriferi funzionano dopo che arriva un tale impulso, era la domanda, ", ha detto Martinez.

La struttura rinnovata era destinata a supportare la missione della National Nuclear Security Administration, ma nel tempo è arrivata a soddisfare le missioni militari e le esigenze civili. Continua a farlo. I ricercatori di Sandia stanno lavorando per integrare EMES in un centro di test EMP nazionale focalizzato sull'aumento della resilienza della rete elettrica nazionale.