การป้องกัน
ในการป้องกันจะต้องพิจารณาความสำคัญของอุปกรณ์ตลอดจน ความเสี่ยงที่จะเกิด EMP
ในส่วนของอุปกรณ์ที่มีใช้งานอยู่ สามารถป้องกันได้แต่ก็มีความยุ่งยากกว่าการออกแบบสำหรับระบบ
ที่จะจัดหาใหม่ ที่จะต้องเตรียมการป้องกันตั้งแต่การออกแบบ กำหนดคุณลักษณะ การตรวจรับ และ
การบำรุงรักษาซึ่งจะต้องมีการตรวจสอบ และซ่อมแซมอย่างต่อเนื่อง
๑ การป้องกันในระดับอุปกรณ์แบบ Component or Room Hardening มีข้อควรคำนึง ได้แก่ การแยกอุปกรณ์ให้ห่างกันเป็นการยากที่จะชิลด์ได้ทั้งหมด นอกจากนี้ยังต้องพิจารณาว่า จะชิลด์อะไร อุปกรณ์บางอย่างหากเก็บในห้องที่ชิลด์ด้านนอกแล้วก็ไม่ต้องชิลด์หรือไม่ต้องระบุคุณสมบัติป้องกัน EMP ในการจัดหา (ดูรูปที่ ๑๑ ห้องชิลด์) แต่อุปกรณ์ประกอบที่จะต้องระวังเช่นช่องระบายความร้อน วงจรกรองทางไฟฟ้า
๒ การชิลด์อุปกรณ์อำนวยความสะดวก (Facility Shielding) เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเป็น จุดอ่อนที่สัญญาณจะเล็ดลอดเข้ามาภายในห้องได้ ห้องที่มีความสำคัญยิ่งยวดได้แก่ห้องควบคุมและสั่งการ ห้องที่เก็บข้อมูลและคอมพิวเตอร์ ประมวลผล หากมีความต้องการประสิทธิภาพ ในการชิลด์ (Shielding Effectiveness, SE) มากกว่า ๑๐๐ dB แล้ว จำเป็นต้องชิลด์อุปกรณ์อำนวยความสะดวก
รูปที่ ๑๑ ห้องชิลด์
(๑) ช่องเปิดในลักษณะท่อนำคลื่น เช่นช่องทางเดิน ช่องระบายอากาศ ช่องแอร์ ควรติดตั้งสายนำสัญญาณในท่อ ระบบแสงไฟควรติดตั้งไว้ด้านบน หากมีวงจรไฟฟ้าจะต้องติดตั้งวงจรกรองด้วย หากเป็นประตูควรเปิดใช้งานทีละข้าง
(๒) ระบบสายดิน เป็นการต่อสายดินของอุปกรณ์กับระบบสายดินรวม เพื่อให้ความต่างศักดิ์เป็นศูนย์เมื่อเทียบกับดิน หรือเมื่อเทียบระหว่างจุด
(๓) อุปกรณ์สนับสนุนหรืออุปกรณ์เสริมในห้อง เช่นอุปกรณ์สำรองไฟฟ้า จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากตามสายไฟด้วย
(๔) ท่อร้อยสาย เป็นจุดอ่อนที่จะเชื่อมออกนอกตึก เช่นระหว่างอุปกรณ์ในห้องกับ เจนเนอเรเตอร์นอกห้อง จำเป็นต้องชิลด์ด้วย โลหะแข็งและตามรอยต่อ
๓ การแบ่งโซน เป็นวิธีการป้องกันอุปกรณ์ตามระดับความสำคัญ อุปกรณ์ที่สำคัญ ที่สุดจะถูกจัดไว้ตรงกลาง และมีค่า SE ๑๐๐dB ขึ้นไป ส่วนอุปกรณ์ที่มีความสำคัญรองลงไป ก็จะถูกจัดรองลงไป และค่า SE ก็จะลดลงด้วย
(๑) โซนศูนย์ คือภายนอก ไม่มีการโซน
(๒) โซนหนึ่ง คือ ชั้นนอกสุด ปกติตั้งค่า SE ไว้ ๔๐ dB อุปกรณ์ที่สำคัญได้แก่ เจนเนอเรเตอร์ ในทางปฏิบัติจะใช้วิธีรีบาร์
(๓) โซนสอง คือ โซนกลาง ปกติ ตั้งค่า SE ไว้ ๖๐ dB อุปกรณ์ที่สำคัญได้แก่ อุปกรณ์สื่อสาร และอุปกรณ์สนับสนุนจ่าย/ สำรองไฟ
(๔) โซนสาม คือชั้นในสุดปกติตั้งค่า SE ไว้ ๑๐๐ dB อุปกรณ์ที่สำคัญได้แก่ อุปกรณ์ประมวลผลสำหรับการควบคุม บังคับบัญชา รวมทั้งฐานข้อมูลที่สำคัญ เช่นฐานข้อมูลระบบสารสนเทศเพื่อการยุทธ
๔ การป้องกันโดยรวม (Global Approach) เป็นกระบวนการออกแบบในภาพรวมครั้งเดียวครอบคลุมอุปกรณ์ภายในทั้งหมด
(๑) การออกแบบ ต้องมีความรู้ในด้านการแผ่รังสี จุดอ่อนของอุปกรณ์และมาตรฐานเช่นตารางที่ ๒ ทั้งยังต้องรองรับการขยายตัวในอนาคต สามารถดำเนินการพร้อมกับการก่อสร้าง เช่นการสร้างเรือกำหนดความต้องการห้อง ศูนย์ยุทธการไว้ ๑๐๐ dB อุปกรณ์ภายในห้องที่ ไม่มีการอินเตอร์เฟสออกนอกห้อง ก็ไม่จำเป็นต้องป้องกันเพิ่ม นอกนั้นต้องคำนึงถึง ช่องระบายอากาศ และสายสัญญาณ ท่อร้อยสายซึ่งต้องเผื่อการเสื่อมสภาพจากการใช้งาน
(๒) สามารถใช้ผลิตภัณฑ์ภาคการค้าภายในห้อง เนื่องจากมีการป้องกันรวมแล้ว
(๓) ไม่ต้องกังวลการลดทอนขีดความสามารถและการบำรุงรักษา ด้าน SE ของอุปกรณ์ย่อย
(๔) งบประมาณ สำหรับอุปกรณ์ที่มีการป้องกันอยู่บ้างแล้วก็ไม่จำเป็นต้องทำซ้ำ อุปกรณ์ที่จะเก็บไว้ในห้องชิลด์ก็ไม่จำเป็นต้องป้องกัน จะช่วยประหยัดงป.
(๕) มีกรอบการป้องกันรวม (Envelope) สามารถแก้ไขฟังก์ชันการทำงาน การตั้งค่า โดยไม่ต้องแก้ไขระบบย่อย แต่หากมีการแยกห้องจะต้องแยกดำเนินการ
๕. อุปกรณ์อำนวยความสะดวก ระดับ SE ที่ยอมรับได้ในการป้องกันคือ ๘๐ - ๑๐๐ dB ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความคงทนของอุปกรณ์ภายในอาจใช้การเชื่อมท่อโลหะโดยรอบ หรือใช้ท่อพีวีซีเพื่อลดผลกระทบจากท่อนำคลื่น สายโทรศัพท์อาจใช้ระบบใยแก้วนำแสง หรือหากเป็นสายทองแดงต้องใช้การกรอง ทั้งนี้รวมถึงสายไฟฟ้า สายส่ง และสายอากาศ หากจำเป็นต้องติดตั้งวงจรกันไฟกระโชก ท่อแอร์และท่อระบายอากาศจะต้อง ป้องกันความถี่ที่ผ่านด้วยการชิลด์แบบรังผึ้ง
๖.ข้อควรคำนึงในการป้องกันเมื่อติดตั้งระบบ เนื่องจากการดำเนินการจะต้องทำควบคู่กับงานอื่นเช่นการก่อสร้างตึก การสร้างเรือ แม้ว่าการป้องกัน EMP จะไม่เป็นอุปสรรคต่อการก่อสร้าง แต่การติดตั้งของงานทั้งสองด้าน ต้องสอดคล้องทั้งเวลาและพื้นที่ แบ่งงานออกเป็น ๓ กลุ่มคือ
(๑) การป้องกันระบบ การป้องกันด้าน EMC/EMI การป้องกัน EMP จะช่วยป้องกัน EMI สัญญาณความลับ(TEMPEST) และฟ้าผ่าด้วย สัญญาณของฟ้าผ่ามี Rise Time ช้ากว่า แต่ขนาดของพัลส์สูงกว่า และย่านความถี่แคบกว่า EMP การออกแบบให้ครอบคลุมทั้งสองด้าน หากต้องการประสิทธิภาพสูงสุดทำได้ยากนอกจากนี้ยังต้องคำนึงถึงความปลอดภัยทางกายภาพ
(๒) ระบบภายใน การป้องกันระบบรักษาความปลอดภัย และระบบป้องกันไฟ ระบบรักษาความปลอดภัยบังคับให้มีทางออก ๒ ทาง ซึ่ง ขัดแย้งกับหลักการชิลด์ที่พยายามลดช่องทางออก ดังนั้นในทางปฏิบัติ จะต้องมี ๒ ประตูแต่เปิดปิดทีละบาน ระบบสัญญาณเตือน อุปกรณ์ดับไฟ ล้วนแต่เป็นอุปสรรคต่อการป้องกัน EMP นอกจากนี้ ระบบป้องกันการสึกกร่อนเรือในลักษณะ (Cathodic Protection) ต้องสอดคล้องกับระบบ สายดิน
(๓) ระบบที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม มีผลต่อการซ่อมทำและการปรับปรุง การขยายตัวและการหดตัวเมื่อถูกความร้อน การชิลด์จึงต้องมีความอ่อนตัว เพื่อมิให้เกิดรอยแตกร้าว ความสั่นสะเทือน และการรบ ในการออกแบบบางครั้ง จำเป็นต้องเก็บอุปกรณ์ที่มีความสั่นสะเทือนไว้ ภายในระบบชิลด์ จำเป็นต้องระมัดระวังการ สั่นสะเทือน ซึ่งนอกจากจะทำให้รอยเชื่อมต่อ แตกร้าวแล้ว ยังเป็นต้นกำเนิดของสัญญาณรบกวนอีกด้วย นอกจากนี้แรงช็อก และการเคลื่อนที่ของผิวดิน โดยเฉพาะแผ่นดินไหว จะทำให้โครงสร้างระบบป้องกัน ชำรุดเสียหาย
ตารางที่ ๒ ตัวอย่างมาตรฐานที่เกี่ยวกับ EMP/EMC/EMI
มาตรฐาน/เอกสาร รายละเอียด
Mil-std-188-124 การเชื่อมต่อ ต่อสายดิน และชิลด์
Mil-hdbk-419 การเชื่อมต่อ ต่อสายดิน และชิลด์
Mil-hdbk-411A การสื่อสารระยะไกล ระบบไฟฟ้า
Mil-hdbk-232 คู่มือการติดตั้งอุปกรณ์ลับ
Mil-hdbk-1195 RF Shield Enclosure
Mil-Std-285 การวัดการลดทอนของอุปกรณ์ที่ชิลด์
Mil-Std-461E EMI/EMC ปรับปรุงล่าสุด
Mil-Std-464 มาตรฐานการอินเตอร์เฟส E3 (EMP)
สรุป
อาวุธพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้า เป็นภัยคุกคามต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ที่มีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นองค์ประกอบ ทั้ง HANE และระเบิด E-Bomb เป็นอาวุธทางยุทธศาสตร์ที่มีความรุนแรงอันตรายต่ออุปกรณ์สูง สำหรับระเบิด E-Bomb นั้นเทคนิคการสร้างด้วย FCG มีความ รุนแรงสูงสุด สร้างได้ง่าย และราคาไม่แพง
การทำให้อาวุธ EMP มีผลทำลายล้างนั้นมีหลักนิยมที่สำคัญคือ HANE จะให้ผลรุนแรงเมื่อระเบิดที่ความสูงเหมาะสม การยิงสกัดกั้นก็ยังไม่สามารถหยุดยั้งการทำลายอุปกรณ์ลงได้ ในขณะที่ E-Bomb มีทางเลือกเพิ่มเติมคือปรับแต่งความสูงให้เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการทำลาย และสามารถติดตั้งบนยานรบหลากหลาย ทั้ง E-Bomb และ HANE สามารถส่งผลทำลายอุปกรณ์ฯ ตามความสำคัญของหลักการจุดศูนย์ดุลของวอร์เดนท์
สำหรับการป้องกันอันตรายจากอาวุธ EMP นั้น สามารถป้องกันได้ทั้งระดับอุปกรณ์ และ ป้องกันในภาพรวม อีกทั้งยังสามารถป้องกันการแพร่ความลับของอุปกรณ์ในลักษณะ TEMPEST ได้อีกด้วย ในการแบ่งโซนจะเน้นจัดอุปกรณ์ที่สำคัญสูงสุดไว้ชั้นใน โดยให้มีประสิทธิภาพของการป้องกัน ๑๐๐ dB ขึ้นไป เริ่มตั้งแต่การออกแบบ และกำหนดคุณลักษณะในการจัดหา ขั้นตอนการตรวจรับ และการบำรุงรักษาที่ชัดเจน
เอกสารอ้างอิง
น.ท.ศิลป์ พันธุรังษี
1. US Army, EP 1110-3-2 EMP/TEMPEST Protection, 1990
2. Carlo Kopp, E_Bomb, A Weapon of Electrical Mass Destruction, Department of Computer Science,
http://www.cs.monash.edu.au3. C.N. Chosh, EMP weapon
4. Marx Generator,
http://www.kronjaejer.com5.
http://www.ucc.ie/mhd/dt-fusion.htm6.
http://www.nrc.gov/rt1996/images7.
http://www.ucc.ie/mhd/tokamak.htm8.
http://www.ucc.ie/mhd/stellarator.htm9. Eileen Walling, Colonel USAF, HPM, Air war college,
http://au.af.mil/au/awc/awccsat.htm10. Richard Roberds, Introducing the Particle Beam Weapon
11.
http://lindgrenrf.com/ind_psddoor.htm12. The Daily Time (Pakistan) Nov 17, 2002