Um dos ativos mais valiosos da Universidade de Lancaster está armazenado em barris de cerveja. Em um laboratório cuidadosamente trancado, fileiras de barris de metal estão dispostas em prateleiras e ligadas por tubulações finas de cobre. Os recipientes não estão carregados com cerveja premiada, mas com um gás chamado hélio-3, um dos materiais mais caros do mundo. Um único litro custa aproximadamente $2.000 (£1.500), embora o preço possa flutuar.
"O laboratório funciona há cerca de 50 anos. Naquela época, o hélio era bastante barato", diz Dima Zmeev, professor sênior. "Nossos antecessores muito sábios estocaram." Num futuro próximo, mais pessoas poderão estar pensando em construir um estoque semelhante. O hélio-3 tem aplicações em computação quântica e fusão nuclear. No entanto, a principal fonte hoje é estritamente controlada — vem de armas nucleares. Especificamente, do decaimento do trítio, uma forma de hidrogênio, dentro dessas armas.
Em todo o mundo, dezenas de milhares de litros de hélio-3 são provavelmente produzidos dessa forma todos os anos, estima David McCollum, cientista distinto do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee. Mas a demanda futura pode exceder em muito essa oferta. Alguns empreendedores e pesquisadores dizem que precisamos de novas fontes de hélio-3. Ele existe no solo, embora geralmente em concentrações muito baixas.
No entanto, amostras de poeira lunar, ou regolito, das missões Apollo sugerem que ele pode estar presente em concentrações relativamente altas. Assim, planos estão agora em andamento para recuperar hélio-3 da lua. O hélio-3 é um isótopo do hélio, definido pelo número de nêutrons no núcleo do átomo. O hélio-4, com um nêutron adicional, é a versão comparativamente barata — um gás que enche balões de festa infantis.
Zmeev usa hélio-3 em experimentos de física. Por exemplo, ele enche pequenas câmaras com a substância, num projeto para detectar um tipo misterioso de partícula de matéria escura. Se tal partícula colidir com um dos átomos de hélio-3, faria todos eles vibrarem. Isso gera calor e esse ligeiro aumento de temperatura pode ser medido. O hélio-3 pode ser reutilizado repetidamente.
Cientistas misturam hélio-3 e hélio-4 juntos a temperaturas muito baixas para criar as temperaturas mais baixas do universo conhecido, até a faixa de milikelvin (-273°C). Quando os átomos de hélio-3 se separam gradualmente de uma mistura diluída contendo os dois isótopos, eles formam uma camada pura de hélio-3 no topo. Essa separação é uma mudança de fase que consome energia, induzindo um efeito de resfriamento, como quando o vapor evapora de uma xícara de água quente. O resfriamento à base de hélio-3, ou refrigeração por diluição, é crucial para computadores quânticos.
E o hélio-3 também poderia ser usado em alguns reatores de fusão nuclear para um dia criar vastas quantidades de energia limpa. Uma empresa que planeja extrair hélio-3 da lua é a Interlune, sediada em Seattle. "Passamos os últimos quatro anos desenvolvendo, prototipando e testando tecnologias... Temos uma equipe de 30 pessoas, e crescendo", diz Rob Meyerson, cofundador e CEO. Meyerson foi presidente da Blue Origin, a empresa de foguetes de Jeff Bezos, entre 2003 e 2018.
Um dos cofundadores da Interlune é Harrison "Jack" Schmitt, agora com mais de 90 anos, que andou na lua durante a missão Apollo 17. Ele há muito defende a recuperação de hélio-3 do regolito lunar. A Interlune testou alguns de seus equipamentos durante voos parabólicos, nos quais um avião voa em um grande arco para simular gravidade zero. O kit da empresa pode ser integrado a um módulo lunar já no outono de 2027, diz Meyerson.
Eventualmente, a Interlune pretende colocar escavadeiras autônomas de regolito na lua para recolher o material pulverulento e processá-lo. A ideia é triturar e agitar o regolito, liberando o hélio-3 contido nele. Ninguém sabe com certeza que tipo de concentrações de hélio-3 estão presentes na lua. Paul Burke, no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, diz que as amostras de regolito da Apollo podem ter perdido parte de seu hélio-3 em seu retorno à Terra, distorcendo nossa compreensão de quanto existe lá. Além disso,