واحدة من أغلى الأصول التي تملكها جامعة لانكستر مخزنة في براميل بيرة. في مختبر مغلق بعناية، صفوف من البراميل المعدنية مرتبة على أرفف ومتصلة ببعضها بأنابيب نحاسية رفيعة. الحاويات ليست محملة ببيرة ثمينة بل بغاز يسمى هيليوم-3، أحد أغلى المواد في العالم. سعر اللتر الواحد حوالي 2000 دولار (1500 جنيه إسترليني)، رغم أن السعر قد يتقلب.
يقول ديما زميف، المحاضر الأول: "المختبر يعمل منذ حوالي 50 عامًا. في ذلك الوقت، كان الهيليوم رخيصًا جدًا. أسلافنا الحكماء خزنوا كمية كبيرة." في المستقبل القريب، قد يسعى المزيد من الناس لبناء مخزون مماثل. للهيليوم-3 تطبيقات في الحوسبة الكمومية والاندماج النووي. لكن المصدر الرئيسي له اليوم هو خاضع لرقابة مشددة - يأتي من الأسلحة النووية. تحديدًا، من تحلل التريتيوم، وهو شكل من الهيدروجين، داخل تلك الأسلحة.
يقدر ديفيد ماكولوم، العالم المتميز في مختبر أوك ريدج الوطني في تينيسي، أن عشرات الآلاف من لترات الهيليوم-3 تُنتج سنويًا بهذه الطريقة حول العالم. لكن الطلب المستقبلي قد يتجاوز هذا العرض بكثير. يقول بعض رواد الأعمال والباحثين إننا بحاجة لمصادر جديدة للهيليوم-3. إنه موجود في الأرض، لكن بتركيزات منخفضة جدًا عمومًا.
ومع ذلك، تشير عينات من غبار القمر، أو الثرى، من بعثات أبولو إلى أنه قد يكون موجودًا هناك بتركيزات عالية نسبيًا. وبناءً على ذلك، هناك خطط الآن لاستخراج الهيليوم-3 من القمر. الهيليوم-3 هو نظير للهيليوم، يُحدد بعدد النيوترونات في نواة الذرة. الهيليوم-4، الذي يحتوي على نيوترون إضافي، هو النسخة الرخيصة نسبيًا - الغاز الذي يملأ بالونات حفلات الأطفال.
يستخدم زميف الهيليوم-3 في تجارب الفيزياء. على سبيل المثال، يملأ غرفًا صغيرة به، في مشروع للكشف عن نوع غامض من جسيمات المادة المظلمة. إذا اصطدم مثل هذا الجسيم بإحدى ذرات الهيليوم-3، فسيجعلها كلها تهتز. هذا يولد حرارة ويمكن قياس الارتفاع الطفيف في درجة الحرارة. يمكن إعادة استخدام الهيليوم-3 مرارًا وتكرارًا.
يخلط العلماء الهيليوم-3 والهيليوم-4 معًا في درجات حرارة منخفضة جدًا لإنشاء أدنى درجات الحرارة في الكون المعروف، وصولاً إلى نطاق الميلي كلفن (-273 درجة مئوية). عندما تنفصل ذرات الهيليوم-3 تدريجيًا عن خليط مخفف يحتوي على النظيرين، فإنها تشكل طبقة نقية من الهيليوم-3 في الأعلى. هذا الانفصال هو تغير طوري يستهلك طاقة، مما يحدث تأثير تبريد، مثلما يتبخر البخار من كوب ماء ساخن. التبريد القائم على الهيليوم-3، أو التبريد بالتخفيف، ضروري لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
ويمكن أيضًا استخدام الهيليوم-3 في بعض مفاعلات الاندماج النووي لإنشاء كميات هائلة من الطاقة النظيفة يومًا ما. إحدى الشركات التي تخطط لاستخراج الهيليوم-3 من القمر هي إنترلون، ومقرها في سياتل. يقول روب مايرسون، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي: "لقد أمضينا السنوات الأربع الماضية في تطوير ونمذجة واختبار التقنيات... لدينا فريق من 30 شخصًا، وهو في تزايد." كان مايرسون رئيسًا لشركة بلو أوريجين، شركة الصواريخ التابعة لجيف بيزوس، بين عامي 2003 و2018.
أحد المؤسسين المشاركين لإنترلون هو هاريسون "جاك" شميت، الذي يبلغ من العمر الآن 90 عامًا، والذي مشى على القمر خلال مهمة أبولو 17. لقد دافع منذ فترة طويلة عن استخراج الهيليوم-3 من الثرى القمري. اختبرت إنترلون بعض معداتها خلال رحلات جوية مكافئة، حيث تطير طائرة في قوس كبير لمحاكاة الجاذبية الصفرية. يقول مايرسون إن معدات الشركة يمكن دمجها في مركبة هبوط قمرية في وقت مبكر من خريف 2027.
في النهاية، تهدف إنترلون إلى وضع حفارات ثرى ذاتية التشغيل على القمر لجمع المواد المسحوقة ومعالجتها. الفكرة هي سحق وتقليب الثرى، لإطلاق الهيليوم-3 الموجود بداخله. لا أحد يعرف على وجه اليقين ما هي تركيزات الهيليوم-3 الموجودة على القمر. يقول بول بيرك، في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز، إن عينات ثرى أبولو ربما فقدت بعض الهيليوم-3 عند عودتها إلى الأرض، مما يحرف فهمنا لكمية الهيليوم-3 الموجودة هناك. بالإضافة إلى ذلك،