Haben Sie sich schon einmal vorgestellt, wie das Leben aussehen würde, wenn alle elektronischen Geräte plötzlich nicht mehr funktionieren würden? Wenn ganze Kontinente keinen Strom, kein fließendes Wasser und keine Kommunikationssysteme mehr hätten? Stellen Sie sich einen Stromausfall vor, nur noch schlimmer: batteriebetriebene Elektronik, Geräte und Generatoren würden sofort ausfallen. Die Folgen wären katastrophal und könnten Industrieländer in Entwicklungsländer verwandeln.
Wenn Sie glauben, dass dieses Szenario nur in Science-Fiction-Filmen vorkommen kann, irren Sie sich. Elektromagnetische Impulsangriffe (EMP) können diesen Albtraum wahr werden lassen.
Was ist ein elektromagnetischer Impulsangriff (EMP)?
Ein elektromagnetischer Impuls (EMP) ist ein massiver Ausbruch elektromagnetischer Energie, der natürlich auftreten oder absichtlich herbeigeführt werden kann. Die bei einem EMP freigesetzten elektromagnetischen Wellen wirken wie ein riesiger beweglicher Magnet und erzeugen ein sich änderndes Magnetfeld, das Elektronen in nahegelegenen Drähten bewegt und einen Strom erzeugt. Bei einem so großen Energieausbruch kann ein EMP jedoch in allen elektronischen Geräten in Reichweite schädliche Spannungsspitzen verursachen.
Arten von EMP-Angriffen, Funktionsweise und Auswirkungen von EMP-Angriffen
Es gibt drei Haupttypen von EMP-Angriffen: natürliche, nukleare und nicht-nukleare. Während natürliche EMPs von der Sonne ausgehen, werden die anderen vom Menschen verursacht. Beide führen jedoch zu einer massiven vorübergehenden und/oder dauerhaften Unterbrechung der Elektrizität und Elektronik.
Natürliche EMPs
Ein natürlicher EMP-Angriff, allgemein als geomagnetischer Sturm bezeichnet, tritt auf, wenn die Sonne einen massiven Plasmastrom ausstößt. Meistens lenkt das Magnetfeld der Erde diese Ausstöße ab. Wenn jedoch auf einmal genügend Plasma ausgestoßen wird, kann der Aufprall das Magnetfeld zum Wanken bringen und einen extrem starken EMP-Angriff auslösen.
Das letzte bedeutende Ereignis war das Carrington-Ereignis im Jahr 1859, der heftigste geomagnetische Sturm der aufgezeichneten Geschichte. Er legte den Großteil des neuen Telegrafennetzes lahm. Experten gehen davon aus, dass ein ähnlicher Sturm heute Schäden in Milliardenhöhe an Satelliten, Funkverbindungen und Stromnetzen verursachen könnte, die Milliarden oder sogar Billionen von Dollar kosten. Die Folge wären massive Stromausfälle, deren Behebung Wochen oder sogar Jahre dauern könnte.
Wir sind 2012 einem solchen Sturm nur knapp entgangen, als ein geomagnetischer Sturm die Erde um eine Woche verfehlte und stattdessen eine Raumsonde vom Typ STEREO-A traf. Die NASA sagte voraus, dass, wenn dieser Sturm die Erde getroffen hätte, die Bergungsarbeiten über zwei Jahre gedauert hätten und die wirtschaftlichen Gesamtschäden über 2 Billionen Dollar betragen hätten – 20 Mal mehr als die Kosten des Hurrikans Katrina.
Nukleare EMPs
Nukleare EMPs werden im Allgemeinen durch nukleare Explosionen erzeugt und gelten als beeindruckende Kriegswaffen. Sie treten auf, wenn eine Atomwaffe hoch in der Atmosphäre detoniert. Die Gammastrahlung der nuklearen Explosion entreißt den Luftmolekülen Elektronen und beschleunigt sie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Diese ladungstragenden Elektronen werden durch das Magnetfeld der Erde zusammengehalten und erzeugen einen schwankenden, starken elektrischen Strom, der zu einem massiven EMP führt.
Nukleare EMPs wurden erstmals in den 1950er Jahren bei Atomtests beobachtet. Während des Kalten Krieges führten die USA die „Operation Fishbowl“ durch – eine Reihe von Atomtests in großer Höhe, um EMPs als Massenvernichtungswaffen zu testen. 1962 detonierte beim „Starfish Prime“-Test eine 1,4-Megatonnen-Bombe über dem Pazifik und verursachte sofortige Schäden an elektrischen Geräten in über 800 Meilen Entfernung, darunter auch auf Hawaii.
Nukleare EMP-Angriffe sind Teil der Militärdoktrinen Chinas, Nordkoreas, des Irans und Russlands. Zwar hat es einen solchen Angriff noch nicht gegeben, doch wären seine möglichen Folgen in der heutigen technologisch abhängigen Welt verheerend. Ganze Kontinente könnten ihre Elektrizität, Wasserversorgung, Stromversorgung und Kommunikation verlieren.
Nichtnukleare EMPs
Nichtnukleare EMPs (NNEMPs) sind weniger wirkungsvoll als nukleare EMPs, ihre Reichweite liegt zwischen Hunderten von Metern und mehreren Kilometern. Sie sind gezielter und gelten als hochwirksame, nichttödliche Militärwaffen. NNEMPs können feindliche Elektronik außer Gefecht setzen, ohne Menschen zu schädigen, was sie in der modernen Kriegsführung vorteilhaft macht, da zivile Opfer im Allgemeinen vermieden werden.
NNEMPs werden über NNEMP-Raketen und Bomben auf Drohnen oder Flugzeugen eingesetzt. Sie können Kommunikationsnetze lahmlegen, Panzer blockieren, Kriegsschiffe außer Gefecht setzen, Radarnetze zum Schweigen bringen und Stromausfälle verursachen. So setzten die USA 2003 beispielsweise eine elektronische Bombe ein, um das irakische Fernsehen lahmzulegen und damit Saddam Husseins Propagandanetzwerk zu zerstören.
Welche Arten von Elektronik können ein EMP-Ereignis überleben?
Ein EMP greift im Allgemeinen Festkörperelektronik und nicht Vakuumröhren an. Die meisten modernen elektronischen Geräte und Technologien sind Festkörperelektronik und würden bei einem EMP außer Gefecht gesetzt, darunter auch mobile Geräte wie Mobiltelefone, Tablets und Laptops. Dieser Datenverlust kann besonders für hochrangige Personen oder Organisationen, die vertrauliche Informationen verarbeiten, problematisch sein.
Auch die Stromnetze, die die kritische Infrastruktur wie Nahrung, Wasser, Treibstoff, Kommunikation und Notdienste versorgen, wären gefährdet. Sogar Notstromaggregate wie Generatoren und batteriebetriebene Elektronik würden nutzlos.
Einfache elektronische Geräte, die Vakuumröhren verwenden, wie etwa Solarmodule, nicht elektrische Geräte, manuelle Geräte, alte Elektronikgeräte, einige kleine tragbare elektronische Geräte und mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge, haben jedoch bessere Überlebenschancen.
Regierungsinitiativen zur Vorbereitung auf einen EMP-Angriff
Im Jahr 2015 hielt der US-Kongress eine gemeinsame Anhörung ab, um die Vorsorge gegen EMP-Bedrohungen zu diskutieren. Der Kongress setzte zwei EMP-Kommissionen ein, die 2004 und 2008 ihre Ergebnisse vorlegten. Auf Grundlage dieser Empfehlungen wurde seit 2009 in jedem Kongress ein Gesetzentwurf zur Stärkung des Schutzes des Stromnetzes eingebracht, der jedoch nie in Kraft gesetzt wurde.
Das Verteidigungsministerium (DoD) hat das North American Aerospace Defense Command in das Innere des Cheyenne Mountain in Colorado verlegt, da der Berg gegen EMP resistent ist. Auch die Landesregierungen haben Maßnahmen ergriffen, um Teile ihres Stromnetzes zu schützen.
Im Jahr 2019 veröffentlichte das Department of Homeland Security (DHS) den Statusbericht zu elektromagnetischen Impulsen (EMP), als Teil der Bemühungen zur Unterstützung der Executive Order (EO) 13865 zur Koordinierung der nationalen Widerstandsfähigkeit gegenüber elektromagnetischen Impulsen. Diese Anordnung priorisiert Widerstandsfähigkeit und Sicherheitsstandards für kritische US-Infrastrukturen.
Seit EO 13865 hat das DHS über die Cybersecurity and Infrastructure Agency (CISA), die Science and Technology Directorate (S&T) und die Federal Emergency Management Agency (FEMA) Maßnahmen ergriffen, um EMP-Schwachstellen zu beheben. Dazu gehören Datenanalysen, Risikobewertungen, die Einbindung der Industrie und Pilotprogramme zum Schutz kritischer Infrastrukturen.
Tipps zur Senkung Ihres Risikos eines EMP-Angriffs
Elektronik ist zu einem integralen Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden und macht uns anfällig für EMP-Angriffe. Beachten Sie zum Schutz Ihrer Geräte und Daten diese Tipps:
Blockieren von EMF- und EMP-Angriffen mit Faradayschen Käfigen
Ein Faradayscher Käfig, erfunden von Michael Faraday, nutzt elektromagnetische Induktion mit einem Metallkäfig. Der Käfig leitet eingehende elektrische Felder ab und neutralisiert jegliche Ladung im Inneren. Dies macht ihn zu einem wirksamen Mittel zum Schutz von Elektronik vor EMP-Angriffen.
Allerdings können nicht alle Käfige oder Leiter einen EMP stoppen. Verschiedene Metalle blockieren unterschiedliche Frequenzen, und Löcher oder Lecks im Leiter können Wellenlängen durchlassen. Verwenden Sie für tragbare Geräte eine EMP-getestete Faraday-Tasche wie die Ultra Armor™ von DefenderShield®, die 0-90 GHz blockiert und EMP-getestet ist.
Da EMP-Angriffe in unserer digitalen Welt zu einer echten Bedrohung werden, ist es wichtig, sich des potenziellen Schadens bewusst zu sein und zu wissen, wie Sie Ihre Geräte und Daten schützen können.
