German Aerospace Center'dan Rebecca Dischl ve meslektaşları, Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmalarında Kasım 2021 ile Mart 2023'te gerçekleştirilen test uçuşlarında iki Airbus uçağının partikül emisyonlarını ölçtü. Her iki uçak da fakir yanmalı motorla donatılmıştı; biri geleneksel yakıt kullanırken diğeri sürdürülebilir havacılık yakıtıyla uçtu. Uçaklar seyir halindeyken, gövdesinde girişler bulunan daha küçük bir test uçağı onları izledi. Test uçağı aerosol parçacık ve eser gaz ölçüm cihazları taşıyor, kanat altına yerleştirilen iki aygıt buz parçacıklarının sayı ve boyutunu saptıyordu.
Havacılık, Avrupa Komisyonu'na (European Commission) göre sera gazı emisyonlarının en hızlı büyüyen kaynaklarından biri. Karayolu taşımacılığı toplamda daha fazla karbon salıyor olsa da uçuş, kişi başına enerji yoğunluğu yüksek bir etkinlik. Lizbon–New York arası gidiş-dönüş bir uçuş, ortalama bir Avrupa Birliği (EU) vatandaşının evini bir yıl boyunca ısıtmasıyla kabaca aynı emisyonu üretiyor.
Jet motorları karbondioksite ek olarak ağırlıklı olarak küçük kurum ve sülfat parçacıklarından oluşan ultra ince partikül kirliliği salıyor. Bu parçacıklar yerde insan sağlığını etkiliyor; uygun atmosfer koşullarında ise sıcak su buharının katı parçacıklar üzerinde yoğunlaşıp donmasıyla kontrail oluşumuna yol açıyor. Oluşan kontrailler saatlerce atmosferde kalabiliyor ve ısıyı hapsediyor. Havacılığın karbondioksit dışı emisyonlarını azaltmak, Paris Anlaşması'nın küresel ısınmayı 1,5°C ile sınırlama hedefi açısından kilit önem taşıyor.
Dischl ve ekibi, yakıt bileşiminin zengin ve fakir yanma koşullarındaki partikül emisyonlarına etkisinin uçuş deneylerinde neredeyse hiç araştırılmamış olduğunu belirtiyor. Sürdürülebilir havacılık yakıtları ile daha yüksek hava-yakıt oranı kullanan modern fakir yanmalı motorların her ikisinin de partikül emisyonlarını azaltması bekleniyordu; ancak sektörün benimsediği önlemlerin etkisine ilişkin veriler sınırlı kaldı.
Yeni analiz, gelişmiş motorların kurum partikül emisyonlarını geleneksel motorlara kıyasla üç büyüklük mertebesi azalttığını gösteriyor. Zengin yanma koşullarında kurum emisyonu, yakıtın hidrojen içeriğine üstel olarak bağlı. Buna karşılık sürdürülebilir yakıtlardan kaynaklanan uçucu partikül emisyonları, yakıtın kükürt içeriğiyle birlikte artıyor. Yazarlar, aynı tip motorlar arasında bile emisyonların önemli ölçüde değiştiğini saptadı.
Ekip bu yılın başlarında, uçakların daha az kurum ürettiğinde bile kontrail oluşturabildiğini bildirmişti. Motor yağı damlacıkları gibi sıvı parçacıkların kontrail oluşumuna yol açtığı ortaya çıkmıştı. Şimdi ise farklı yakıt ve motor kombinasyonlarının düşük kurum rejimindeki emisyonları nasıl etkilediğine dair veriler sunuluyor.
"Bulgularımız, partikül emisyonlarında önemli bir azalmanın alternatif yakıtların modern motor teknolojileriyle birlikte kullanılmasını gerektiren sinerjik bir yaklaşımı zorunlu kıldığını gösteriyor," diye yazıyor ekip. "Sonuçlar, gelecekteki motor teknolojilerinin daha düşük partikül emisyonu için optimize edilmesini destekleyebilir ve böylece havacılığın iklim ve halk sağlığı üzerindeki etkisini azaltmaya yardımcı olabilir."
Araştırmacılar, bu verilerin jet motoru model geliştirme çalışmaları için değerli bir girdi oluşturacağını ve yakıt bileşimi ile motor teknolojisinin birlikte optimize edilmesinin havalimanı hava kalitesini iyileştirebileceğini, kontrailleri hafifletebileceğini kaydediyor.
Kaynak: Rebecca Dischl vd., "Mitigating aviation's environmental impact through alternative fuels and cleaner engines", Science Advances, 2026.