Mikrobølger som våben: Kan de være skyld i, at amerikanske diplomater blev syge?

Bemærk, denne artikel er udgivet 2. januar 2021. Årsagen til lidelserne er stadig ukendt. Du kan høre om den såkaldte nocebo-effekt som alternativ forklaring i en anden artikel.

En mystisk lidelse, der igennem de seneste fire år har ramt personalet ved USA's ambassader og CIA-embedsmænd i Cuba, Kina, Rusland og andre lande, lader til at være forårsaget af kraftige mikrobølger, ifølge en rapport publiceret af National Academies.

(Lidelsen opstod tilsyneladende i forbindelse med mystiske, gennemtrængende, hylende og til tider metallisk knirkende lyd lyde og blev efterfulgt af en række symptomer, såsom svimmelhed, kvalme, tinnitus og hovedpine - det har Videnskab.dk skrevet om lidelsen i artiklen Blev amerikanske diplomater syge af mystisk lyd?)

Et udvalg bestående af 19 eksperter inden for medicin og andre områder konkluderer i rapporten, at målrettet, pulserende radiofrekvensenergi er den 'mest sandsynlige mekanisme' bag sygdommen, der kaldes 'Havana-syndrom'.

Rapporten forholder sig ikke til, hvem der står bag mikrobølgeangrebene, eller hvorfor ambassaderne blev angrebet, men teknologien bag er velkendt og går hele vejen tilbage til Våbenkapløbet mellem USA og Sovjetunionen under Den Kolde Krig.

Sådan lød den mystiske lyd. OBS: Det er ikke skadeligt at lytte til lyden i videoen. (Video: AP Digital Products)

Kan også skade mennesker

Kraftige mikrobølgevåben bliver almindeligvis brugt til at deaktivere elektronisk udstyr, men som rapporteringerne om 'Havana-syndromet' viser, kan de også skade mennesker.

Jeg er elektro- og computeringeniør, og jeg har været med til at skabe kraftige mikrobølgekilder.

Jeg har brugt flere årtier på at studere den bagvedliggende fysik og blandt andet samarbejdet med det amerikanske forsvarsministerium.

Målrettede mikrobølgevåben konverterer energi fra en strømkilde - en stikkontakt i et laboratorium eller motoren i et militært køretøj - til elektromagnetisk energi og fokuserer det på et mål.

Mikrobølgerne beskadiger udstyr, især elektronik, uden at dræbe personer, der befinder sig i nærheden.

To gode eksempler er Boeing’s Counter-electronics High-powered Microwave Advanced Missile Project (CHAMP), som er en kraftig mikrobølgekilde monteret i et missil, og Tactical High-power Operational Responder (THOR), som for nylig blev udviklet af Air Force Research Laboratory til at bekæmpe droner.

Startede i Den Kolde Krig

Denne slags målrettede mikrobølgeenheder dukkede først op i USA og Sovjetunionen i slutningen af 1960'erne.

De blev muliggjort i 1960'erne af udviklingen af pulserende radiofrekvensenergi, der genererer korte elektriske impulser med meget stor elektrisk effekt - både højspænding (op til et par megavolt) og stærk elektrisk strøm (snesevis af kiloampere).

Det er mere strøm, end man finder i langdistanceledningsnettet, og cirka samme strømstyrke som i et lynnedslag.

Dengang gik det op for plasmafysikerne, at hvis de generede eksempelvis en 1 megavolt elektronstråle med 10 kiloampere strøm, ville de resultere i en stråleeffekt på 10 milliarder watt eller gigawatt.

Når 10 procent af denne energi bliver konverteret til mikrobølger ved hjælp af en teknik, der stammer helt tilbage fra 1940'erne, genereres 1 gigawatt mikrobølger.

Sådan bruges mikrobølger mod droner. (Video: KRQE)

Mikroovne er en million gange mindre effektive

Til sammenligning ligger effektiviten blandt nutidens mikroovne typisk på omkring 1.000 watt - altså en million gange mindre.

Udviklingen af denne teknologi førte til endnu et våbenkapløb - nemlig kampen om mikrobølgerne.

Da Sovjetunionen gik i opløsning i 1991, fik jeg og andre amerikanske forskere adgang til de russiske acceleratorer, som eksempelvis SINUS-6, som jeg stadig har i mit laboratorium.

I 10 år samarbejdede jeg med mine russiske kolleger, hvilket Vladimir Putins magtovertagelse hurtigt satte en stopper for.

I dag fortsætter forskningen i mikrobølger i USA og Rusland, mens feltet er eksploderet i Kina.

Jeg har besøgt laboratorier i Rusland siden 1991 og laboratorier i Kina siden 2006, og aktiviteten i Kina er langt større end i USA og Rusland.

Adskillige lande har i dag aktive mikrobølgeforskningsprogrammer.

Masser af energi, ikke meget varme

Selvom disse kraftige mikrobølgekilder genererer meget høje effektniveauer, har de en tendens til også at generere gentagne og korte impulser.

For eksempel producerer SINUS-6 en effekt i størrelsesordenen 10 nanosekunder (eller milliontedele af et sekund).

Så selv når der genereres en effektivitet på 1 gigawatt, har en impuls på 10-nanosekunder kun et energiindhold på 10 joule. For at sætte det i perspektiv genererer den gennemsnitlige mikroovn på et sekund 1 kilojoule eller 1.000 joule energi.

Det tager typisk cirka 4 minutter at koge en kop vand, hvilket svarer til 240 kilojoule energi.

Det er grunden til, at mikrobølger genereret af disse kraftige mikrobølgevåben ikke genererer mærkbare varmemængder eller får mennesker til at eksplodere som bagekartofler i en mikroovn.

Stor effekt er afgørende for disse våben, fordi genereringen af meget høj øjeblikkelig energi skaber meget store øjeblikkelige elektriske felter, der kan forstyrre elektronikken. Derfor er det amerikanske forsvarsministerium interesseret i disse enheder.

Sådan påvirker det mennesker

The National Academies-rapporten kobler de kraftige mikrobølgers effekt på mennesker til et fænomen, som kaldes Frey-effekten.

Menneskehovedet fungerer som en antenne, der opsnapper mikrobølger i det lave gigahertz-frekvensområde.

Pulserende mikrobølger i dette frekvensområde kan snyde hjernen til at tro, at den hører ægte lyde, hvilket som nævnt er ét af symptomerne, det amerikanske ambassadepersonale rapporterede om.

Andre symptomer er hovedpine, kvalme, høretab, svimmelhed og kognitive problemer.

Rapporten påpeger desuden, at elektroniske enheder ikke blev afbrudt under angrebene, hvilket indikerer, at strømniveauet, der er nødvendigt, for at Frey-effekten træder i kraft, er lavere, end der skal til for et angreb på elektronik.

Passer med kraftige mikrobølgevåben placeret på afstand

Det passer med kraftige mikrobølgevåben placeret i en vis afstand fra målene.

Effekten falder drastisk med afstanden gennem afstandskvadratloven, som beskriver den matematiske sammenhæng mellem strålingsintensitet og afstanden til en given strålingskilde.

Så det betyder, at der kan være et effektniveau ved målet, der er for lavt til at påvirke elektronikken, men som er stærk nok til at forårsage Frey-effekten.

Både russerne og kineserne er bestemt i stand til at skabe mikrobølgekilder som dem, der ser ud til at være blevet brugt i Cuba og Kina.

Hvad der rent faktisk skete med ambassadepersonalet i Cuba og Kina - og hvorfor - vil måske altid være et mysterium, men den mest sandsynlige teknologi er at finde i fysikbøgerne, som verdens militærmagter fortsætter med at udvikle og anvende.

Edl Schamiloglu modtager støtte fra AFOR, DARPA og ONRVerus Research, General Atomics Electromagnetic System Division. Han er formand for IEC SC77. Alle meninger, fund og konklusioner eller anbefalinger er forfatterens egne og afspejler ikke nødvendigvis United States Air Force's synspunkter.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.