Jednym z najcenniejszych aktywów Uniwersytetu Lancaster są przechowywane w keglach po piwie. W starannie zamkniętym laboratorium rzędy metalowych kegli stoją na półkach i są połączone cienkimi miedzianymi rurami. Pojemniki nie są wypełnione piwem, ale gazem zwanym hel-3, jednym z najdroższych materiałów na świecie. Jeden litr kosztuje około 2000 dolarów (1500 funtów), choć cena może się wahać.

„Laboratorium działa od około 50 lat. Wtedy hel był dość tani” – mówi Dima Zmeev, starszy wykładowca. „Nasi bardzo mądrzy poprzednicy zrobili zapasy”. W najbliższej przyszłości więcej osób może chcieć zgromadzić takie zapasy. Hel-3 ma zastosowanie w komputerach kwantowych i syntezie jądrowej. Jednak główne źródło tego gazu jest dziś ściśle kontrolowane – pochodzi z broni jądrowej. Konkretnie z rozpadu trytu, formy wodoru, znajdującego się w tej broni.

Na całym świecie w ten sposób produkuje się dziesiątki tysięcy litrów helu-3 rocznie, szacuje David McCollum, wybitny naukowiec z Oak Ridge National Laboratory w Tennessee. Jednak przyszłe zapotrzebowanie może znacznie przekroczyć tę podaż. Niektórzy przedsiębiorcy i naukowcy twierdzą, że potrzebujemy nowych źródeł helu-3. Występuje on w ziemi, ale zazwyczaj w bardzo niskich stężeniach.

Jednak próbki księżycowego pyłu, czyli regolitu, z misji Apollo sugerują, że może go tam być stosunkowo dużo. W związku z tym powstają plany wydobycia helu-3 z Księżyca. Hel-3 jest izotopem helu, definiowanym przez liczbę neutronów w jądrze atomu. Hel-4, z jednym dodatkowym neutronem, jest wersją stosunkowo tanią – gazem wypełniającym balony na przyjęciach dla dzieci.

Zmeev używa helu-3 w eksperymentach fizycznych. Na przykład napełnia nim maleńkie komory w projekcie mającym na celu wykrycie tajemniczych cząstek ciemnej materii. Gdyby taka cząstka uderzyła w atom helu-3, wprawiłaby je wszystkie w drgania. Generuje to ciepło, a ten niewielki wzrost temperatury można zmierzyć. Hel-3 można używać wielokrotnie.

Naukowcy mieszają hel-3 i hel-4 w bardzo niskich temperaturach, aby uzyskać najniższe temperatury w znanym wszechświecie, sięgające milikelwinów (-273°C). Gdy atomy helu-3 stopniowo oddzielają się od rozcieńczonej mieszaniny zawierającej oba izotopy, tworzą na wierzchu czystą warstwę helu-3. To rozdzielenie jest przemianą fazową, która pochłania energię, wywołując efekt chłodzenia, podobnie jak para unosząca się z filiżanki gorącej wody. Chłodzenie oparte na helu-3, czyli chłodzenie rozcieńczalnikowe, jest kluczowe dla komputerów kwantowych.

Hel-3 może być również używany w niektórych reaktorach fuzyjnych do wytwarzania ogromnych ilości czystej energii. Jedną z firm planujących wydobycie helu-3 z Księżyca jest Interlune z siedzibą w Seattle. „Spędziliśmy ostatnie cztery lata na opracowywaniu, prototypowaniu i testowaniu technologii… Mamy zespół 30 osób, który się powiększa” – mówi Rob Meyerson, współzałożyciel i dyrektor generalny. Meyerson był prezesem Blue Origin, firmy rakietowej Jeffa Bezosa, w latach 2003–2018.

Jednym ze współzałożycieli Interlune jest Harrison „Jack” Schmitt, obecnie po dziewięćdziesiątce, który chodził po Księżycu podczas misji Apollo 17. Od dawna opowiada się za wydobywaniem helu-3 z księżycowego regolitu. Interlune testował część swojego sprzętu podczas lotów parabolicznych, w których samolot leci po dużym łuku, symulując zerową grawitację. Sprzęt firmy mógłby zostać zintegrowany z lądownikiem księżycowym już jesienią 2027 roku, mówi Meyerson.

Docelowo Interlune zamierza umieścić na Księżycu autonomiczne koparki regolitu, które będą zbierać sypki materiał i go przetwarzać. Pomysł polega na kruszeniu i mieszaniu regolitu, uwalniając zawarty w nim hel-3. Nikt nie wie z całą pewnością, jakie stężenia helu-3 występują na Księżycu. Paul Burke z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory mówi, że próbki regolitu z Apollo mogły stracić część helu-3 podczas powrotu na Ziemię, wypaczając nasze zrozumienie tego, ile go tam jest.