مصباح الغوص

مصباح الغوص هو مصدر ضوئي يحمله الغواص تحت الماء لإضاءة البيئة المائية. يحمل غواصو السكوبا عادةً مصابيح مستقلة، ولكن قد يحمل الغواصون الذين يستخدمون الإمداد السطحي مصابيح تعمل بواسطة كابل.

يُستخدم مصباح الغوص بشكل روتيني أثناء الغوص الليلي وغوص الكهوف، عندما يكون الضوء الطبيعي ضئيلاً أو معدوماً، ولكنه يؤدي وظيفة مفيدة أيضاً خلال النهار، حيث يمتص الماء الأطوال الموجية الأطول (الحمراء) أولاً، ثم الأصفر والأخضر مع ازدياد العمق. وباستخدام الضوء الاصطناعي، يُمكن رؤية الأجسام بألوانها الكاملة على أعماق أكبر.

يمتص الماء الضوء، لذا فإن استخدام مصباح الغوص يُحسّن رؤية الغواص تحت الماء في الأعماق. ^{[ 1 ]} مع ازدياد العمق، يمتص الماء كمية أكبر من الضوء. يعتمد امتصاص الألوان على نقاء الماء؛ فالماء النقي يكون أكثر شفافية للترددات الزرقاء، لكن الشوائب قد تُقلل من ذلك بشكل ملحوظ. كما تتأثر رؤية الألوان بالعكارة والجسيمات الكبيرة. ^{[ 2 ]}

كانت مصابيح الإضاءة تحت الماء في بداياتها عبارة عن مصابيح كهربائية ثابتة أو مصابيح محمولة تعمل ببطاريات جافة، يستخدمها الغواصون الذين يرتدون ملابس الغوص القياسية . ^{[ 3 ]} طورت شركة Siebe Gorman & Company Ltd نموذجًا لمصباح محمول مزود بعدسة مكافئة، يُثبّت على سترة الغواص بواسطة مفصل كروي، مما يسمح للغواص باستخدام كلتا يديه أثناء العمل. ^{[ 3 ]}

في عام ١٩٠٦، تم استخدام فتيل التنجستن لإنتاج مصابيح غوص متوهجة بقوة تتراوح بين ٢٠٠ و٣٠٠٠ شمعة . ^{[ ٣ ]} وفي عام ١٩١٩، طرحت شركة سيبي جورمان مصباحًا يدويًا يعمل ببخار الزئبق بقوة ٢٥٠ واط، وكان قادرًا على إنتاج ما يصل إلى ١٨٠٠٠ شمعة. ^{[ ٣ ]} أما للغوص في المياه العكرة، فقد أصبحت مصابيح الصوديوم اليدوية بقوة ٤٥ واط الخيار المفضل. ^{[ ٣ ]} وكان لا بد من تشغيل هذه المصابيح المبكرة تحت الماء لتجنب تشقق الزجاج الساخن عند دخوله الماء البارد. ^{[ ٣ ]}

كان أول فانوس متاح للبحرية الأمريكية بقوة إضاءة 150 شمعة. ^{[ 4 ]} أظهرت الاختبارات الأولية الحاجة إلى زيادة طول كابل الفانوس القياسي للبحرية الأمريكية من 125 قدمًا إلى 250 قدمًا في عام 1915 لزيادة نطاق التشغيل. ^{[ 4 ]} تواصل وحدة الغوص التجريبية التابعة للبحرية الأمريكية تقييم مصابيح الغوص من حيث شدة الإضاءة في الظروف الرطبة والجافة ، وعمر البطارية، ومقاومة الماء، بالإضافة إلى أقصى عمق تشغيل. ^{[ 5 ]}

بدأ استخدام مصابيح الهالوجين في العقود الأخيرة من القرن العشرين نظرًا لقدرتها على إنتاج إضاءة أقوى مقابل الطاقة المستهلكة. وتلتها مصابيح التفريغ عالية الكثافة ، ثم لاحقًا الثنائيات الباعثة للضوء، سواءً بشكل منفرد أو في مجموعات. كان بإمكان الغواصين الذين يستخدمون أجهزة التزويد بالطاقة من السطح الاعتماد على كابل في الحبل السري، لكن غواصي السكوبا يحتاجون إلى مصابيح مستقلة عن السطح للاستفادة القصوى من ميزة حركتهم. تطورت مصادر الطاقة المحمولة من بطاريات الرصاص الحمضية للمصابيح القابلة لإعادة الشحن، وبطاريات الزنك والكربون لمصادر الطاقة التي تُستخدم لمرة واحدة، إلى البطاريات القلوية ، وبطاريات النيكل والكادميوم ، وبطاريات هيدريد النيكل والمعدن ، وأخيرًا بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن ^{[ 6 ].}

وُجد أن مصابيح عمال المناجم المقاومة للماء مناسبة للأعماق المتوسطة، وكانت شائعة الاستخدام في الغوص في الكهوف. أما في الأعماق الأكبر، فقد استمرت المصابيح الأسطوانية، المصنعة منزليًا ثم لاحقًا باحترافية، في استخدام مصدر طاقة قوي ولكنه ثقيل وكبير الحجم، موصول برأس مصباح خفيف الوزن وسهل الحمل، يمكن حمله باليد أو تعليقه بمشبك أو حول الرقبة عند الحاجة إلى استخدام كلتا اليدين. طُوّر مقبض غودمان ليسمح بحمل رأس المصباح على ظهر اليد، مما يُحرر الأصابع لأداء مهام أخرى. ثم طُوّر هذا المقبض لاحقًا إلى قفاز غودمان، وهو قفاز جزئي ناعم يدعم المصباح بنفس طريقة مقبض غودمان. وبحلول عام 2000، أصبحت المصابيح الأسطوانية المزودة ببطاريات الرصاص الحمضية المغلقة (12 فولت، 7 أمبير/ساعة) هي المعيار لإضاءة الكهوف الأساسية، كما شاع استخدام مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID) في استكشاف الكهوف نظرًا لكفاءتها العالية، حيث تستهلك طاقة أقل للحصول على نفس شدة الإضاءة (لومن) - فمصابيح HID بقوة 18 واط تكون أكثر سطوعًا وتدوم لفترة أطول من مصابيح الهالوجين بقوة 50 واط. كان من عيوب مصابيح التفريغ عالي الكثافة أنه لا يمكن إيقاف تشغيلها ثم إعادة تشغيلها فورًا، كما أنها كانت أغلى بكثير. ^{[ 6 ]}

شهدت مصادر الإضاءة ذات القدرة المنخفضة زيادة مستمرة في شدة الإضاءة (اللومن)، بالإضافة إلى زيادة كثافة طاقة البطاريات. وبحلول العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، أصبحت المصابيح اليدوية المدمجة، التي تُنتج آلاف اللومن، متوفرةً بتكوينات شعاعية واسعة وضيقة، وأحيانًا مُدمجة، وأحيانًا أخرى مُدمجة مع مصابيح LED حمراء وتسلسلات وميضية تُشبه أضواء الستروب. غالبًا ما تكون هذه المصابيح مناسبةً أيضًا للاستخدام كإضاءة فيديو، ويمكن أن تحل محل أضواء الستروب في التصوير الفوتوغرافي الثابت، ولكن بتكلفة إضافية. كما تتوفر بعض مصابيح LED مزودةً بإخراج للأشعة فوق البنفسجية لمشاهدة وتصوير الكائنات الحية المُتألقة . ^{[ 6 ]}

تتوفر منذ بدايات صناعة هذه المصابيح كل من الأضواء الكاشفة ذات الشعاع الضيق والأضواء الكاشفة ذات الشعاع العريض، بالإضافة إلى تركيبات تجمع بينهما. كانت بعض رؤوس الإضاءة مزودة بعاكسات قابلة للانزلاق على طول المحور لتركيز الشعاع، بينما توفر المصابيح الأحدث مجموعة منفصلة من مصابيح LED للشعاع الضيق والعريض، مع إمكانية التبديل بينهما حسب الحاجة. كما أن القدرة المتغيرة للإخراج شائعة في هذه المصابيح، حيث تتيح القدرة المختارة سطوعًا منخفضًا لفترة إضاءة طويلة، أو سطوعًا أعلى لفترة إضاءة أقصر. ^{[ 6 ]}

استُخدمت مصابيح أسطوانية مبكرة، تُنسب إلى فرانك مارتز حوالي عام 1965، مصابيح سيارات ذات شعاع مغلق. وفي وقت لاحق، استُخدمت مصابيح الكهوف برؤوس أنابيب اختبار. صُنعت هذه المصابيح تجاريًا في أوائل سبعينيات القرن الماضي بواسطة لامار إنجلش (شركة إنجلش للهندسة)، ولاحقًا أنتج مارك ليونارد مجموعة من المصابيح الأسطوانية ذات علب دائرية ومستطيلة المقطع مصنوعة من الأكريليك والألومنيوم. شارك مارك ليونارد في تأسيس شركة دايف-رايت، واستحوذت شركة أمريكان أندرووتر لايتنج على الشركة من إنجلش للهندسة. قام بيل جافين بتعديل مصباح إنجلش بإضافة كابلات فصل سريع، والذي أنتجته شركة أمريكان أندرووتر لايتنج تحت اسم سبكتروم 1000 إكستريم إكسبوجر. وبحلول عام 2000، كانت بطاريات النيكل والكادميوم تُستخدم في عدد قليل من المصابيح الأسطوانية. ^{[ 6 ]}

تتوفر عدة خيارات فيما يتعلق بأنواع رؤوس المصابيح/المصابيح:

مصابيح الزينون (المتوهجة) - تصدر ضوءًا طبيعيًا دافئًا، وتميل إلى أن تكون أقل تكلفة، ومع ذلك، فإنها توفر سطوعًا أقل وعمر بطارية أقصر من مصابيح LED أو HID.

مصابيح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) - تتميز بالمتانة والكفاءة والقوة العالية.

مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID) - تتميز بقوة إضاءة فائقة وشعاع أبيض تقريبًا. أما عيوبها، فهي أنها حساسة للغاية وباهظة الثمن. ^{[ 7 ]}

يبلغ سطوع مصباح الغوص الحديث عادةً حوالي 100 لومن على الأقل . أما مصابيح الغوص الساطعة، فيصل سطوعها إلى حوالي 2500 لومن. توفر مصابيح الهالوجين هذا السطوع باستهلاك طاقة يزيد عن 50 واط. ويمكن لمصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID) ^{[ 6 ]} ومصابيح LED أن توفر سطوعًا مماثلًا باستهلاك طاقة أقل. ^{[ 8 ]}

يستخدم الغواصون التقنيون غالبًا مقبضًا من نوع غودمان لحمل المصباح على ظهر اليد، مما يسمح باستخدام اليد دون إسقاط المصباح. ^{[ 6 ]} كان هذا النوع من المقابض صلبًا في الأصل، ويُستخدم لحمل رأس مصباح أسطواني، ولكنه يُستخدم الآن أيضًا مع المصابيح الصغيرة ذات القطعة الواحدة. تستخدم الأنواع المشتقة منه حبالًا مطاطية لتثبيت المصباح في مكانه، أو تُصنع من مادة لينة وتُلبس كقفاز. تُعرف هذه الأنواع بأسماء مختلفة مثل مقابض القفازات، وقفازات غودمان، وحوامل المصابيح التي تُتيح استخدام اليدين بحرية، أو حوامل اليد اللينة. ^{[ 12 ]}

• 
  مصباح غوص صغير بمقبض ناعم من نوع غودمان، منظر جانبي
• 
  مصباح غوص صغير بمقبض ناعم من نوع غودمان، منظر أمامي
• 
  مصباح غوص صغير بمقبض ناعم من نوع غودمان، منظر جانبي يوضح كيفية استخدام المقبض
• 
  حامل يدوي بسيط من نوع بنجي

شعاع ضيق (ضوء كاشف) مقابل شعاع واسع (ضوء غامر)، مقابل التركيز (بواسطة عدسة قابلة للتعديل أو عاكس):

يُختار زاوية الشعاع لتناسب ظروف وأنشطة الغوص المُخطط لها. غالبًا ما يختار غواصو الكهوف مصابيح ذات شعاع ضيق عند الغوص في ظروف رؤية جيدة، لأنها توفر إضاءة جيدة لمسافات طويلة نسبيًا، وهو أمر مفيد عند التنقل في مكان غير مألوف حيث يُمكن رؤية مسافة طويلة أمامك. يرى البعض أنه في ظروف الرؤية الضعيفة، أو على مسافات قصيرة، لا يكون الشعاع الضيق مُجديًا، وأن الشعاع الأوسع يُوزع الضوء على مساحة أكبر. بينما يرى آخرون أن زاوية الشعاع الواسعة مُشتتة للانتباه في ظروف الرؤية المنخفضة، لأنها تميل إلى عكس الكثير من الضوء من الجسيمات العالقة (التشتت الخلفي). عادةً ما تتطلب إضاءة الفيديو شعاعًا أوسع، حيث يجب مراعاة زاوية رؤية كاميرا الفيديو للحصول على نتائج جيدة. في حالة الفيديو ذي الزاوية الواسعة جدًا، مثل كاميرا GoPro وما شابهها، يكون الشعاع ذو الزاوية الواسعة للغاية ضروريًا.

قد تصل زاوية الشعاع إلى 8 أو 10 درجات في الحالات القصوى، أو إلى 140 درجة تقريبًا مع منفذ زجاجي مسطح. ويمكن الحصول على زوايا أوسع (تتجاوز 180 درجة) باستخدام منفذ مقبب أو مصباح أنبوبي بدون عاكس. تستخدم مصابيح LED عادةً عدسة داخلية لتركيز الشعاع، حيث يتم تركيزه عن طريق الانعكاس الداخلي على سطح مكافئ. تتوفر عدة خيارات للعدسات لزوايا شعاع مختلفة لمصباح LED معين، ولكن معظم طرازات الإضاءة تستخدم العدسة التي يختارها المصنّع فقط.

تحتوي بعض مصابيح الإضاءة تحت الماء على خاصية ضبط التركيز التي تسمح بتعديل زاوية الشعاع. ويمكن القيام بذلك بطريقتين، اعتمادًا على نمط انبعاث الضوء الأساسي. مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID)، التي تُنتج عادةً ضوءًا غير موجه، تُركّز عادةً بواسطة عاكس يمكن تحريكه طوليًا فوق الضوء. تُنتج هذه المصابيح شعاعًا بمركز ساطع وإضاءة عامة منتشرة حوله. يُعد هذا مناسبًا لإضاءة مزيج من المناطق القريبة والبعيدة في آنٍ واحد، ولكنه غير مناسب لتصوير الفيديو بزاوية واسعة، لأن البقعة الساطعة ستُربك برنامج التعريض التلقائي، مما يؤدي عادةً إلى زيادة التعريض في البقعة الساطعة ونقص التعريض حولها. ^{[ 13 ]}

تستخدم مصابيح أخرى نظام عدسات فوق الجزء الأمامي من المصباح، والذي يمكن تركيزه عن طريق الحركة المحورية للعدسة، والتي قد تكون على لولب للتحكم الدقيق.

• 
  مقارنة زاوية الشعاع بين مصباحي غوص بنفس نوع LED؛ مع العدسة على اليسار وبدون عدسة على اليمين
• 
  مقارنة بين مصباحي غوص بنفس نوع LED؛ مع عدسة على اليسار وبدون عدسة على اليمين
• 
  مصباحان للغوص مزودان بنفس مصباح LED؛ أحدهما بعدسة علوية والآخر بدون عدسة سفلية. يتم تشغيل كلا المصباحين عن طريق تدوير الغطاء الخلفي باتجاه عقارب الساعة لإغلاق دائرة داخلية.

أساسي، احتياطي، ضوء الفيديو

قد تُفرض قيود على نقل مصابيح الغوص وبطارياتها جوًا، نظرًا لمخاطر الحريق، لا سيما مع بطاريات الليثيوم الكبيرة. في معظم الحالات، يجب إزالة البطاريات وتخزينها في حاويات معزولة كهربائيًا، أو تغطية أطرافها بشريط لاصق، لمنع حدوث ماس كهربائي وارتفاع درجة حرارتها. ^{[ 17 ]}

من أنواع مصادر الإضاءة تحت الماء ذات الاستخدام الواحد، والتي كانت محدودة الاستخدام خلال خمسينيات القرن الماضي، شعلة المغنيسيوم، وهي عبارة عن جهاز ألعاب نارية يستخدم معدن المغنيسيوم ، ويمكن إشعاله ليحترق تحت الماء . كانت هذه الشعلة تُصدر ضوءًا أبيض ساطعًا في جميع الاتجاهات، وتستمر في الاحتراق حتى تنطفئ بمجرد تشغيلها. كما كانت تُنتج كميات كبيرة من غاز الهيدروجين ، الذي قد يكون خطيرًا عند اختلاطه بغاز التنفس، وقد يُشكلان معًا مزيجًا متفجرًا إذا ما انحصرا في مكان مغلق.

• 
  رأس إضاءة مزود بإضاءة سطحية وكاميرا فيديو ذات دائرة مغلقة مثبتة على خوذة كيربي-مورغان 17.
• 
  رأس إضاءة مزود بإضاءة سطحية وكاميرا فيديو ذات دائرة مغلقة مثبتة على خوذة كيربي-مورغان 57.
• 
  رأس إضاءة مزود بإضاءة سطحية وكاميرا فيديو ذات دائرة مغلقة مثبتة على خوذة كيربي-مورغان 17.
• 
  رأس إضاءة مزود بإضاءة سطحية وكاميرا فيديو ذات دائرة مغلقة مثبتة على خوذة كيربي-مورغان 17.
• 
  رأس إضاءة مزود بإضاءة سطحية وكاميرا فيديو ذات دائرة مغلقة مثبتة على خوذة كيربي-مورغان 17.
• 
  منظر جانبي لمصباح الرأس الخاص بالكهوف وأضواء صغيرة من قطعة واحدة مثبتة على خوذة الكهوف للغوص في الكهوف الضحلة.
• 
  منظر أمامي لمصباح الرأس الخاص باستكشاف الكهوف وأضواء صغيرة من قطعة واحدة مثبتة على خوذة استكشاف الكهوف للغوص في الكهوف الضحلة.
• 
  علبة بطارية صفراء اللون لمصباح الرأس الخاص بالكهوف، يتم حملها على الجزء الخلفي من حزام التثبيت الجانبي.
• 
  غواصون في الكهوف مزودون بمصابيح مثبتة على الرأس.
• 
  غواصون يستخدمون مصابيح أسطوانية بمقابض غودمان
• 
  مصباح غوص مثبت بشريط لاصق على مقبض الخوذة

• حطام سفينة بلاكبيرد المتوهجة ، مجلة P3