إصدار صوتي

جهاز الإطلاق الصوتي هو جهاز أوقيانوغرافي لنشر الأجهزة واستعادتها من قاع البحر، حيث يتم تشغيل عملية الاستعادة عن بعد بواسطة إشارة تحكم صوتية . ^{[ 1 ]}

يتكون جهاز الإطلاق النموذجي من الميكروفون المائي (انظر الغطاء الرمادي الداكن في الشكل)، وغطاء البطارية (الأسطوانة الرمادية الطويلة)، وخطاف (أحمر) يتم فتحه لتحرير المرساة بواسطة محرك كهربائي عالي العزم.

• مرحلة النشر: يتم إنزال حزمة الأجهزة إلى قاع البحر. المكونات الرئيسية للحزمة هي ثقل التثبيت الذي يسمح للمجموعة بالغرق ثم البقاء بثبات على قاع البحر، وجهاز التحرير الصوتي الذي يمكنه تلقي أوامر عن بعد من محطة التحكم لإسقاط ثقل التثبيت، والجهاز أو الحمولة المراد نشرها واستعادتها لاحقًا، وجهاز الطفو الذي يحافظ على المجموعة في وضع مستقيم على قاع البحر، وفي نهاية عملية النشر يسمح لها بالعودة إلى السطح.
• مرحلة التشغيل: تتواجد مجموعة الأجهزة في قاع البحر. قد تستغرق هذه المرحلة من دقائق إلى عدة سنوات، حسب التطبيق. عادةً ما تكون مجموعة الأجهزة في هذه المرحلة تعمل دون مراقبة، وتؤدي مهامها أو عملياتها.
• مرحلة الاستعادة: خلال هذه المرحلة، تُصدر محطة التحكم أمرًا صوتيًا. عادةً ما تكون محطة التحكم على متن قارب، ولكن قد تكون أيضًا جهازًا يُشغّله غواص أو مُثبّتًا على مركبة غاطسة يتم التحكم بها عن بُعد . عند استلام الأمر الصوتي والتحقق منه، يتم تفعيل آلية تُسقط ثقل المرساة . بعد ذلك، يتم نقل باقي معدات القياس إلى السطح بواسطة جهاز الطفو لاستعادتها.

يعود تاريخ استخدام تقنية الإطلاق الصوتي في علم المحيطات إلى ستينيات القرن الماضي ^{[ 2 ]} ، عندما تبيّن أن قياس تيارات المحيطات العميقة يكون أكثر دقة باستخدام أجهزة مثبتة في قاع البحر مقارنةً بالأجهزة المثبتة على متن السفن. وكانت إحدى الوسائل البديهية لاستعادة الأجهزة هي استخدام عوامة تحديد المواقع على السطح مرتبطة بجهاز قاع البحر، إلا أن هذه الطريقة أثبتت صعوبتها في المناطق ذات الحركة البحرية الكثيفة أو في وجود جبال جليدية. لذا، أصبح الإطلاق الصوتي حلاً لهذه المشكلة، إذ يسمح لأجهزة قياس التيار بالبقاء دون مراقبة في قاع البحر لأسابيع أو أكثر، إلى أن تعود سفينة الأبحاث وتُفعّل إطلاق الجهاز عن بُعد، مما يسمح له بالطفو إلى السطح. وفي كتاب " علم المحيطات الفيزيائي الوصفي" ، يصف المؤلفان بيكارد وإيمري مرحلة الاستعادة وصفًا دقيقًا.

عند العودة إلى الموقع العام للمرساة المُثبتة، يُعيد العالم تنشيط النظام الصوتي الخاص بآلية الإطلاق، ويستخدمه لتحديد موقع المرساة بدقة أكبر والتأكد من جاهزيتها للإطلاق. وعندما تصبح جاهزة، يتم تفعيل آلية الإطلاق أو قطع السلك، فتصبح المرساة حرة للصعود إلى السطح. تتخلل عملية الانتظار لحظات ترقب وقلق، إذ قد يصعب رصدها لأنها تطفو على عمق منخفض في الماء، لذا فهي عادةً ما تحمل جهاز إرسال لاسلكي ومصباحًا للمساعدة في تحديد موقعها.

تُستخدم أجهزة الإطلاق الصوتي اليوم على نطاق واسع في علم المحيطات والعمليات البحرية على حد سواء. وتتنوع تطبيقاتها لتشمل استعادة الأجهزة الفردية وعمليات الإنقاذ. وقد أدت التطورات التكنولوجية الحديثة إلى ظهور أجهزة أصغر حجماً تُستخدم الآن بأعداد كبيرة. فعلى سبيل المثال، قام معهد بفليجر للأبحاث البيئية بنشر مجموعة من 96 جهاز استقبال صوتي لرصد هجرة الأسماك في جزر القنال بكاليفورنيا ، حيث تُستخدم أجهزة الإطلاق الصوتي لاستعادة أجهزة الاستقبال الموجودة على أعماق تتجاوز عمق الغواصين على فترات منتظمة لتنزيل البيانات وصيانتها. ^{[ 3 ]}

يُعدّ آلية التحرير عنصرًا أساسيًا في أي نظام تحرير صوتي. وتتمثل وظيفتها في فتح بوابة لتحرير حبل التثبيت والوزن المُثبّت به، مما يسمح للمجموعة الطافية بالصعود إلى السطح. وهناك أيضًا استخدامات أخرى، حيث يؤدي تحرير حمولة خفيفة إلى إطلاق كرة طافية، تصعد إلى السطح وهي مُرتبطة بحبل قوي يبقى متصلًا بالجهاز. ثم تُستعاد الكرة، ويُسحب الجهاز الثقيل إلى السفينة باستخدام رافعة.

يوضح الشكل 2 الوظيفة العامة لآلية التحرير، باستخدام مثال تحرير الوصلة المنصهرة، وهي آلية حاصلة على براءة اختراع. ^{[ 4 ]} قبل التحرير، يُثبَّت الذراع (أ) في وضع الإغلاق بواسطة سلك منصهر (ب). ولتفعيل التحرير،  تُمرَّر نبضة كهربائية بقوة 14 كيلوواط تقريبًا عبر السلك المنصهر، مما يؤدي إلى انصهاره أو تبخره في غضون بضعة أجزاء من الثانية. يصبح الذراع الآن حرًا للفتح (بفعل قوة طفو الجهاز)، مما يؤدي إلى تحرير المرساة أو خط التحرير الآخر (ج).

يهدف تصميم آليات التحرير إلى تحقيق أقصى قدر من الموثوقية مع توفير قدرة تحمل مناسبة. قد تتعطل هذه الآليات نتيجة التلوث البيولوجي أو التآكل، مما قد يعيق حركة مكوناتها. ويسعى المصممون إلى معالجة هذه الأعطال بتقليل عدد الأجزاء المتحركة المعرضة للتوقف أو بتطبيق عزم دوران عالٍ للتغلب على المقاومة. إلا أن الأعطال قد تحدث أيضاً نتيجة عوامل الاستخدام والبيئة، مثل تجهيزات الرفع والتيارات البحرية أو الأمواج العاتية، والتي قد تؤدي إلى تشابك الجهاز.

خصائص آليات الإطلاق الصوتي الشائعة
	نوع الآلية	الطريقة والخصائص	أجهزة العينة
	محرك عالي العزم	يفتح محرك قوي البوابة. وتستطيع هذه المحركات التعامل مع أحمال ثقيلة تصل إلى آلاف الأرطال. ومع ذلك، ونظرًا لاحتوائها على العديد من الأجزاء المتحركة، فهي معقدة وكبيرة الحجم نسبيًا. وتستخدم العديد من الشركات المصنعة آليات تعمل بمحركات.	Benthos 865، iXblue Acoustic Releases ، Sonardyne ORT، DORT وLRT ، ORE CART، ORE 8242
	وصلة منصهرة	يتم صهر أو تبخير سلك بسرعة باستخدام صدمة كهربائية قوية. الآلية سريعة الاستجابة، صغيرة الحجم، وبسيطة لاحتوائها على جزء متحرك واحد. مع ذلك، فإن حد الحمل الذي يتراوح بين عشرات إلى مئة رطل يحدّ عمومًا من استخدام هذه الآلية في الأجهزة الصغيرة ما لم يتم استخدام ميزة ميكانيكية.	أنظمة نجمة الصحراء ARC-1
	التآكل الكهروكيميائي	تتعرض حلقة سلكية من الفولاذ المقاوم للصدأ، تحمل حبل المرساة، للتآكل الكهروكيميائي بفعل تيار مستمر. هذه الآلية بسيطة للغاية ولا تحتوي على أجزاء متحركة. مع ذلك، تستغرق عملية التآكل عدة دقائق وتعتمد على ملوحة الماء. وكما هو الحال مع آلية التحرير بالوصلة المنصهرة، تُستخدم هذه الآلية عادةً مع الأحمال الخفيفة.	ساب سي سونيكس AR-60

تتنوع تطبيقات أجهزة تحرير الصوت بشكل كبير، وبناءً على ذلك، تُصمم هذه الأجهزة وتُختار لتناسب متطلبات كل مهمة على أفضل وجه. وفيما يلي الخصائص الشائعة للتصميم والاختيار:

مدى الإرسال الصوتي وموثوقيته: تُستخدم عمليات الإرسال الصوتية لإصدار أمر الإطلاق، حيث ينتقل الصوت بسهولة عبر الماء. يجب أن يكون مدى الإرسال كافيًا للوصول إلى الجهاز. يتم تعريف كل عملية إطلاق برمز تعريف فريد، ويمكن أن يكون عدد الرموز المتاحة وأمانها معيارًا عند نشر العديد من عمليات الإطلاق أو في المناطق التي قد يُشكل فيها الإطلاق العرضي أو غير المصرح به مشكلة. يجب أن يكون نظام إرسال الأوامر لعمليات الإطلاق في المياه الضحلة مقاومًا أيضًا لانتشار الصوت عبر مسارات متعددة (الصدى أو الارتداد) الذي قد يُشوه الإشارة.

عمر البطارية: تعمل أجهزة الإطلاق الصوتي عادةً ببطاريات قابلة للشحن أو الاستبدال. يجب أن يكون عمر البطارية كافيًا لتغطية فترة الاستخدام المتوقعة بالإضافة إلى هامش أمان معقول. يختلف عمر البطارية باختلاف الطراز، وقد يتراوح من عدة أسابيع إلى بضع سنوات.

محطة التحكم: يمكن التحكم في عمليات الإطلاق الصوتي عمومًا من السفينة السطحية، عن طريق إنزال محول طاقة السونار في الماء (الشكل 3). مع ذلك، توفر بعض عمليات الإطلاق خيار تركيب جهاز استجواب على مركبة تحت الماء مثل المركبة الموجهة عن بُعد (ROV) (الشكل 4). في حال فشل عملية الإطلاق في الصعود إلى السطح، يمكن إنزال المركبة الموجهة عن بُعد واستخدام وظيفة تحديد المدى لتحديد موقع الجهاز العالق، واستعادته باستخدام ذراع المركبة الموجهة عن بُعد أو طرق أخرى.

تصنيف العمق: يجب أن يتحمل جهاز الإطلاق الصوتي ضغط الماء في موقع العمليات. قد تتراوح تصنيفات العمق من 300 متر أو أقل إلى عمق المحيط الكامل.

قدرة التحمل: صُممت أجهزة التحرير الصوتية لتحمل حد أقصى معين من الحمل. ويتطلب استخدام الأجهزة الأكبر حجمًا عادةً قدرة تحمل أعلى. وقد يكون لجهاز التحرير أيضًا حد أدنى من قدرة التحمل، وهو أمر ضروري لضمان التشغيل الموثوق لآليته.

مقاومة الأعطال: تختلف أنماط أعطال أجهزة الإطلاق الصوتية باختلاف التطبيق والموقع. فعلى سبيل المثال، تتعرض مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل الشقوقي في المياه الخالية من الأكسجين . كما أن أجهزة الإطلاق المستخدمة في المياه الضحلة أكثر عرضة للتلوث البيولوجي الذي قد يعيق عملها مقارنةً بتلك المستخدمة في المياه العذبة أو العميقة. وتتعرض مواقع المياه الضحلة أيضًا لقوى ميكانيكية أكبر على المرساة نتيجةً لارتفاع الأمواج.

إمكانية تحديد المدى والإبلاغ عن الحالة: توفر بعض أجهزة الإطلاق الصوتية إمكانية تحديد المدى عن بُعد والإبلاغ عن الحالة. عند الوصول إلى الموقع، يمكن فحص جهاز إطلاق محدد وتحديد المسافة التي يقطعها. كما يمكن الإبلاغ عن معايير التشغيل، مثل سعة البطارية المتبقية أو حالة آلية الإطلاق. يمكن استخدام هذه المعلومات لتحديد موقع المركبة السطحية فوق الجهاز لتسهيل استعادته بعد الإطلاق، أو لتقييم سلامة الجهاز وحالته.

• الإرساء (علم المحيطات)
• الصوتيات تحت الماء
• الاتصالات الصوتية تحت الماء