V roce 1976 vydal vědec N. G. Jerlov práci Marine Optics, ve které zavádí klasifikaci průzračnosti vody:
Jerlovův druh vod | Koncentrace chlorofylu [mg/m3] |
---|---|
I | 0,03 |
IA | 0,10 |
IB | 0,40 |
II | 1,25 |
III | 3,00 |
Pobřežní vody 1 | 9,00 |
Pobřežní vody 2 | 12,00 |
Budete-li potápět vaši Ronju pod vodu, nejdříve záleží na tom, zda je to jezero nebo oceán, a na obsahu chlorofylu ve vodě. Na to má Chancey v práci takovou mapku, kde si to můžete přehledně vyhledat:
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-2-prev.jpg)
Různé druhy vod a míst v oceánu mají různý obsah chlorofylu, který je rozhodující pro dosah šíření světla pod vodou. Vidíme, že jezera jsou hodně zazeleněná. Chcete-li lepší výsledky, vyplatí se připlatit si za dovolenou k moři s dvěma dvacetikilovými Ronjami v kufrech, např. v Řecku nebo na jihu Itálie. Absolutní fajnšmekři mohou zvolit Velikonoční ostrov v jihovýchodním Pacifiku s pouhými deseti mikrogramy chlorofylu na kubický metr vody.
Koncentrace chlorofylu sleduje koncentraci fytoplanktonu. Chlorofyl není rozpuštěn v oceánské vodě, je uvnitř organismů. Prochází-li světlo, prochází tělem organismu a absorbuje se na chlorofylu uvnitř. Oceánská voda bez chlorofylu je temně modrá. S chlorofylem je zelenavá. Po přečtení tohoto článku budete možná na dovolené u moře moci určit, proč voda v moři má právě takovou barvu, jakou má.
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-6-prev.png)
Koncentrace chlorofylu v závislosti na hloubce pro různé Jerlovovy druhy vod. V některých vodách můžete Ronju potopit přímo pod hladinu, protože plankton je až v šedesátimetrové hloubce, to je výška Petřínské rozhledny. V jiných vodách je ale zase nejlépe spustit Ronju do stometrové hloubky.
Druhé housle za chlorofylem při absorpci světla ve vodě hrají takzvané CDOM – Colored Dissolved Organic Matter neboli yellow stuff či gelbstoff. Jsou ve vodě jen tak rozpuštěné a jsou žluté. O co se jedná? Jsou to třísloviny z rozkladu organické hmoty. Třísloviny dávají barvu třeba čaji, černé vodě z močálů nebo řekám s černou vodou, v Česku řeka Morava. Světově největší řeka tohoto druhu je podle názvu ne zrovna překvapivě Rio Negro. Mravní ponaučení: napříč řekou Moravou Ronjou pod vodou zřejmě nedopingnete.
Fotografie z Chanceyho testování
Chancey postavil dvě osmdesátilitrová akvária pět metrů od sebe. V jednom akváriu byla potopená jedna Ronja, v druhém druhá. Paprsek putoval uvnitř akvárií pod vodou a mezi akvárii vzduchem.
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-1-prev.jpg)
Vlevo je průchod modrozeleného paprsku pod vodou akvária a vpravo průchod zeleného, jak Chancey svoje podvodní Ronji testoval.
Konstrukce optických tubusů je provedena z plastikové stavebnice odpadních rour. U běžné Ronji je nutné, a návod je na tom postaven, aby tubusy byly z plechu. Ale spousta lidí si je stavěla z plastu. Vystavovali se tak závažnému riziku, že až se postaví slunce do nevhodného úhlu, lupou fokusované sluneční světlo, které normálně děti používají k zapalování různých předmětů, plastovou trubku zapálí. Máme potom požár na střeše domu, což může vést až k požáru budovy a ztrátám na lidských životech. Je to riziko s vysokým dopadem, které se může projevit až za několik let – slunce svoji dráhu na obloze během roku mění, a během několika let může být v kritický den zataženo. Závada s tak dlouhou dobou projevu a tak závažným dopadem je závada velice zákeřná.
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-7-prev.jpg)
Jeden uživatel Ronji poslal fotku, jak mu sluníčko vypálilo do plastových dílů Ronji dráhy. Prakticky tak demonstroval požární riziko, kterému se uživatelé, stavějící Ronju v rozporu s návodem, vystavují.
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-9-prev.jpg)
Uživatel, kterému slunce vypálilo plastik, tak nevědomky vynalezl Campbell-Stokesův zapisovač slunečního svitu. Záznam je vypalován věšteckou koulí do papírové karty. Z karet se pak dá věštit, v kolik hodin svítilo slunce.
Chancey postavil tubusy z plastu a ještě pěkně černé. Sluníčko a lupa zapalují černou barvu obzvláště dobře. V jeho aplikaci to ale nevadí. Přímý slunečný svit se pod vodou téměř nevyskytuje. A i kdyby se vyskytoval blízko pod hladinou, plastová trubka je zvenku chlazena vodou. Navíc, i kdyby k zahoření došlo u dílu, který není zvenku v přímém kontaktu s vodou, celé zařízení je ponořeno pod vodou, a tak je hašení zajištěno. V extrémním případě může tak dojít k poškození zařízení, ale nikdy ne k požáru, pokud se zařízení nebude z vody vyndavat.
Chanceyho tubusy obsahují čočky dvě. Má odlišnou konstrukci pro tubus vysílače a přijímače a na jednom z typů je dvojitá čočka vidět, jak má tubus prstencovité zúžení. Dvojitými čočkami je možné vyřešit problém diody, jejíž vyzařovací úhel neodpovídá úhlu kužele paprsků čočky. Kužel z LED se pomocí přídavné čočky zúží (spojka) nebo rozšíří (rozptylka).
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-5-prev.jpg)
Chancey postavil tubusy z plastu, to ale v podvodním prostředí nevadí, neboť riziko požáru sluncem soustředěným lupou nehrozí.
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-4-prev.jpg)
Detail vodotěsného provedení konektorů, zatmelených speciálním tmelem specifikovaným pro prostředí pod mořskou vodou.
Výsledky analýzy podvodních systémů
V grafu můžeme vidět přehled, jak si optické systémy stojí v porovnání s akustickými. Všimněte si prosím, že akustickým systémům je jedno, zda je voda zakalená nebo ne:
![](https://i.iinfo.cz/images/326/podmorska-ronja-8-prev.png)
Vodorovná osa: dosah, svislá osa: přenosová rychlost. Oblast vlevo od červené linie CLW jsou laserové systémy teoreticky předpovězené v práci pro čistou oceánskou vodu. COW jsou pro pobřežní vodu a THW pro zakalenou vodu v přístavech. Modré čtverečky jsou akustické systémy v hluboké vodě, zelené trojúhelníčky akustické systémy v mělké vodě.
Jak již to tak často bývá, podvodní optický komunikační systém není žádný všelék. Hodí se pro vyšší komunikační rychlost nad 1 Mbps pro vzdálenost do 100 metrů. Akustické systémy proti tomu vítězí v oblasti rychlostí od 10 bitů za sekundu do 1 megabitu za sekundu a mají větší dosah. V grafu je např. akustický systém 300 bitů za sekundu a 200 kilometrů. Nejrychlejší akustický systém má půl megabitu a půl kilometru.
Stejným problémem trpí i Ronja pozemská a domnívám se, že je jedním z faktorů, proč se Ronja a obecně FSO moc neujaly: vlivem exponenciálního útlumu v médiu, v tomto případě atmosféře při meteorologických jevech snižujících viditelnost, je dosah limitován. Zařízení se tak hodí spíš pro vyšší rychlosti a kratší trasy, v případě standardní Ronji do 1,4 km a vždy 10 Mbps full duplex.
Akustické systémy 37,5 kHz +/- 1kHz s 10 ms impulsem jednou za sekundu se používají i v lokalizátorech černých skříněk z padajících letadel, jako byl např. vysokoprofilový případ letu MH370, jehož skříňku se ale nepodařilo lokalizovat. Takové systémy mají velmi nízkou přenosovou rychlost, jde přeci pouze o přenesení informace o existenci akustického majáku. Díky tomu mohou mít velký a všesměrový dosah, což je při vyhledávání vraku důležité: 1–2 kilometry, za dobrých podmínek 4–5 kilometrů.
Skončíme s podmořskou Ronjou a příště si povíme o výukovém spoji s Ronjou na ČVUT.