Nhiên liệu của tương lai: Phương Tây phát động cuộc đua khai thác Helium-3 trên Mặt Trăng

Họ dự định khai thác một loại vật chất quý giá vốn được biết đến rộng rãi trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, sách báo và trò chơi điện tử. Theo các chuyên gia, người chiến thắng trong cuộc đua không gian này có thể giành được những ưu thế vượt trội, vượt xa những gì đã từng có trước đây.

Trong Mass Effect là loạt game nhập vai hành động (RPG) nổi tiếng lấy bối cảnh không gian vũ trụ rộng lớn, Helium-3 đã trở thành nền tảng cho sự tồn tại của cả một nền văn minh liên hành tinh: nó được sử dụng để làm nhiên liệu cho động cơ tàu vũ trụ. Đây không phải là ví dụ duy nhất - đồng vị bền của heli có hai proton và một neutron trong hạt nhân - heli-3 (³He) là một chủ đề quen thuộc trong khoa học viễn tưởng kể từ những năm 1970.

Lý do là, về mặt giả thuyết, Helium-3 có thể được sử dụng để tạo ra các nhà máy điện nhiệt hạch hiệu suất cao hơn so với các nhà máy hiện đang được xây dựng. Nhưng chỉ ở nhiệt độ cực cao - khoảng một tỷ độ. Ở nhiệt độ thấp hơn, các nhà khoa học vẫn chưa thể kiểm soát và ổn định plasma một cách đáng tin cậy.

Ngoài ra, trên Trái Đất hầu như không có trữ lượng Helium-3 tự nhiên, điều đó khiến chất này trở nên cực kỳ đắt đỏ. Hầu hết Helium-3 hiện có đều là nhân tạo. Trên Trái Đất, chất này chủ yếu được tạo ra như một sản phẩm phụ của quá trình phân rã tritium phóng xạ (một đồng vị nặng của hydro), được sử dụng trong vũ khí hạt nhân và một số lò phản ứng nghiên cứu.

Tuy nhiên, Helium-3 có rất nhiều trên bất kỳ thiên thể nào không có khí quyển, ví dụ như trên các tiểu hành tinh hoặc Mặt Trăng. Mặc dù Helium-3 từng được coi là một nguyên tố đầy hứa hẹn cho năng lượng tương lai, nhưng các nhà khoa học nghiêm túc đã từ lâu không còn hứng thú với nó nữa, nhường lại chất này cho các nhà văn và nhà làm phim. Tuy nhiên, vào tháng 9 năm 2025, một bước tiến đã được thực hiện để biến truyện viễn tưởng thành hiện thực.

Công ty khởi nghiệp Mỹ Interlune đã ký một thỏa thuận với công ty Bluefors của Phần Lan chuyên sản xuất hệ thống đông lạnh dành cho các cơ sở khoa học và công nghệ cao, về cung cấp Helium-3 được khai thác trên Mặt Trăng.

Theo thỏa thuận này, công ty Phần Lan cam kết mua 10.000 lít khí ngoài Trái Đất hàng năm từ năm 2028 đến năm 2037. Tuy nhiên, nguyên liệu thô này dự kiến ​​sẽ không được sử dụng cho năng lượng nhiệt hạch mà cho một công nghệ đầy hứa hẹn khác: máy tính lượng tử, dự kiến ​​sẽ vượt xa các máy tính thông thường về hiệu suất.

Tuy nhiên, việc tạo ra máy tính lượng tử đòi hỏi các chất siêu dẫn, vốn đòi hỏi nhiệt độ cực thấp. Helium-3 là chất làm mát lý tưởng: nhờ các đặc tính lượng tử, nó vẫn ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp nhất theo lý thuyết là 0 Kelvin (độ không tuyệt đối), tương đương với -273,15 độ Celsius. Theo thông cáo báo chí của Blueforce - nhà tiêu thụ Helium-3 hàng đầu thế giới - thỏa thuận này sẽ "thúc đẩy điện toán lượng tử và tạo ra một chuỗi cung ứng công nghiệp đáng tin cậy và bền vững".

Thỏa thuận này được định giá 300 triệu USD, đây là thương vụ đắt đỏ nhất trong lịch sử khai thác tài nguyên vũ trụ. Cần lưu ý rằng, Helium-3 hiện là một trong những chất đắt đỏ nhất thế giới. Rob Meyerson, một trong những người sáng lập công ty khởi nghiệp Interlune, ước tính mỗi kilogram Helium-3 có giá khoảng 20 triệu USD. Để so sánh, vàng hiện đang được giao dịch với giá khoảng 100.000 USD/kg.

Công ty khởi nghiệp Interlune được thành lập vào năm 2020 có trụ sở tại Seattle, một trung tâm công nghệ và công nghiệp lớn của Hoa Kỳ, được biết đến với các tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới như Microsoft. Công ty có ba nhà sáng lập: Rob Meyerson và Gary Lai, cựu giám đốc điều hành của công ty vũ trụ tư nhân Blue Origin, và Harrison Schmitt là nhà khoa học duy nhất trong số những người từng đặt chân lên Mặt Trăng, đồng thời là thành viên phi hành đoàn của nhiệm vụ Apollo 17 và là cựu Thượng nghị sĩ. Công ty đã huy động được 18 triệu USD vốn đầu tư mạo hiểm, và vào tháng 5 năm 2025, công ty đã công bố một thỏa thuận với Bộ Năng lượng Hoa Kỳ để thu hồi ba lít Helium-3 từ Mặt Trăng. Cuối tháng đó, công ty đã giới thiệu nguyên mẫu máy đào khai thác tài nguyên trên Mặt Trăng, đặc biệt là Helium-3.

Theo Rob Meyerson, công ty "có ý tưởng" về nơi tìm kiếm Helium-3 có sử dụng dữ liệu từ Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng (LRO) của NASA. Vị giám đốc từ chối nêu tên địa điểm cụ thể vì lo ngại cạnh tranh. Ông chỉ cho biết địa điểm sẽ nằm gần đường xích đạo. Trữ lượng Helium-3 tương đối dồi dào được tìm thấy ở các khu vực bị che khuất vĩnh viễn gần cực nam của Mặt Trăng, nhưng, theo ông, việc khai thác ở đó rất khó khăn. Không giống như các nhà đầu tư và đối tác kinh doanh, các nhà khoa học tỏ ra hoài nghi về khả năng của công ty thực hiện nhiệm vụ này.

Mặc dù Helium-3 có mặt trong các mẫu được các sứ mệnh của Mỹ và Trung Quốc mang về Trái Đất, nhưng, theo các chuyên gia, trên bề mặt Mặt Trăng có rất ít chất này.

Ví dụ, László Keszthelyi, nhà nghiên cứu địa chất tại Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, lưu ý rằng, tính phù hợp của nó như một nguồn tài nguyên có thể thu hồi vẫn chưa được xác nhận. " Để thu được một kg Helium-3, người ta sẽ cần xử lý từ 100.000 đến một triệu tấn regolith", - ông nhấn mạnh.

Một trở ngại tiềm ẩn khác là bụi Mặt Trăng lan rộng: hiện vẫn chưa rõ liệu các thiết bị có thể chịu được tác động của nó hay không.

Interlune không chỉ phải tìm ra giải pháp cho những thách thức kỹ thuật cực kỳ phức tạp mà còn phải vượt mặt các đối thủ cạnh tranh. Một công ty khởi nghiệp khác của Mỹ - Magna Petra - đang nhắm đến Helium-3 trên Mặt Trăng sau khi thiết lập sự hợp tác với công ty nghiên cứu Mặt Trăng iSpace của Nhật Bản. Họ dự định khai thác chất này bằng cách chiết xuất các nguyên tử đồng vị mà không cần đào đất Mặt Trăng.

Chuyên gia Anastasia Grokholskaya, Giám đốc dự án tại công ty tư vấn TRIADA Partners, cho biết, nếu thành công, trên Trái Đất sẽ xuất hiện một kênh mới để sản xuất Helium-3, điều này có thể tác động đáng kể đến thị trường: tăng tính khả dụng của đồng vị này cho nhu cầu khoa học và công nghiệp, kiềm chế tình trạng tăng giá và kích thích nhu cầu từ những người chơi mới - ví dụ như các nhà phát triển thiết bị lượng tử, phòng thí nghiệm khoa học và các dự án năng lượng.

Cần lưu ý rằng, theo Hiệp ước Không gian Vũ trụ năm 1967, không gian bên ngoài khí quyển Trái đất, bao gồm Mặt Trăng và các thiên thể khác, không thuộc quyền sở hữu của bất kỳ quốc gia nào dù bằng việc tuyên bố chủ quyền hay bằng việc sử dụng cũng như chiếm đóng. Tuy nhiên, văn bản này không cấm việc khai thác tài nguyên từ các thiên thể - đủ để khẳng định yêu sách đối với một khu vực cụ thể trên thiên thể.

Nhu cầu về Helium-3 của Nga ước tính còn nhỏ nhưng đang tăng lên, theo chuyên gia Grokholskaya. Các chuyên gia Nga (tại các tập đoàn nhà nước và trường đại học dẫn đầu) đang phát triển máy tính lượng tử có sử dụng các hệ thống đông lạnh dựa trên đồng vị Helium-3. Ngoài nghiên cứu lượng tử, Helium-3 còn được sử dụng trong các máy dò neutron (cho các thiết bị kiểm soát và an ninh) và công nghệ y tế (ví dụ, MRI phổi sử dụng Helium-3 siêu phân cực).

Vào tháng 1 năm 2024, Tập đoàn Nhà nước Rosatom đã công bố việc mở rộng năng lực sản xuất Helium-3 từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Chất này sẽ được sử dụng trong các ứng dụng đầy hứa hẹn để chẩn đoán hình ảnh y tế, chẩn đoán hạt nhân và công nghệ lượng tử.

Không loại trừ khẳ năng Nga sẽ tham gia cuộc đua khai thác đồng vị quý giá này. Nga và Trung Quốc đặt mục tiêu xây dựng một cơ sở nghiên cứu thường trực tại cực nam của Mặt Trăng vào giữa những năm 2030. Một trong những mục tiêu dài hạn của dự án là khai thác tài nguyên khoáng sản từ Mặt Trăng, bao gồm cả Helium-3. Liệu những sáng kiến ​​này có các giải pháp kỹ thuật cụ thể hay không vẫn chưa được biết rõ. Có lẽ hoạt động tích cực của các đối thủ cạnh tranh phương Tây sẽ đẩy nhanh quá trình này.