Apa Itu Helium-3 dan Bisakah Kita Mendapatkannya dari Bulan?
ORBITINDONESIA.COM - Salah satu aset paling berharga yang dimiliki Universitas Lancaster disimpan dalam tong bir.
Tetapi bukan di salah satu bar mahasiswa.
Di laboratorium yang terkunci rapat, deretan tong logam disusun di rak dan dihubungkan dengan pipa tembaga tipis.
Wadah-wadah tersebut tidak berisi bir berkualitas tinggi, melainkan gas yang disebut helium-3, salah satu material termahal di dunia. Satu liter harganya sekitar $2.000 (sekitar Rp35 juta), meskipun harganya dapat berfluktuasi.
"Laboratorium ini telah beroperasi selama sekitar 50 tahun. Saat itu, helium cukup murah," kata Dima Zmeev, dosen senior. "Para pendahulu kita yang sangat bijaksana telah menimbunnya."
Dalam waktu dekat, lebih banyak orang mungkin akan berupaya membangun persediaan seperti itu. Helium-3 memiliki aplikasi dalam komputasi kuantum dan fusi nuklir. Namun, sumber utamanya saat ini dikontrol ketat – berasal dari senjata nuklir. Secara spesifik, dari peluruhan tritium, suatu bentuk hidrogen, di dalam senjata-senjata tersebut.
Di seluruh dunia, puluhan ribu liter helium-3 kemungkinan akan diproduksi dengan cara ini setiap tahunnya, menurut perkiraan David McCollum, ilmuwan terkemuka di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee. Namun, permintaan di masa depan bisa jauh melebihi pasokan tersebut.
Beberapa pengusaha dan peneliti mengatakan kita membutuhkan sumber helium-3 baru. Helium-3 memang ada di dalam tanah, meskipun umumnya dalam konsentrasi yang sangat rendah.
Namun, sampel debu bulan, atau regolith, dari misi Apollo menunjukkan bahwa helium-3 mungkin ada di sana dalam konsentrasi yang relatif tinggi. Karena itu, rencana untuk mengambil helium-3 dari bulan sedang disusun.
Helium-3 adalah isotop helium, yang didefinisikan berdasarkan jumlah neutron dalam inti atom. Helium-4, dengan satu neutron tambahan, adalah versi yang relatif murah – gas yang digunakan untuk mengisi balon pesta anak-anak.
Zmeev menggunakan helium-3 dalam eksperimen fisika. Sebagai contoh, ia mengisi ruang-ruang kecil dengan zat tersebut, dalam sebuah proyek untuk mendeteksi jenis partikel materi gelap misterius.
Jika partikel tersebut menabrak salah satu atom helium-3, maka semua atom akan bergetar. Hal ini menghasilkan panas dan kenaikan suhu yang sedikit tersebut dapat diukur.
Helium-3 dapat digunakan kembali berulang kali.
Para ilmuwan mencampur helium-3 dan helium-4 bersama-sama pada suhu yang sangat rendah untuk menciptakan suhu terendah di alam semesta yang diketahui, hingga kisaran millikelvin (-273°C).
Ketika atom helium-3 secara bertahap terpisah dari campuran encer yang mengandung kedua isotop tersebut, mereka membentuk lapisan helium-3 murni di atasnya. Pemisahan ini adalah perubahan fase yang mengkonsumsi energi, menyebabkan efek pendinginan, seperti ketika uap menguap dari secangkir air panas.
Pendinginan berbasis helium-3, atau pendinginan pengenceran, sangat penting untuk komputer kuantum.
Dan helium-3 juga dapat digunakan dalam beberapa reaktor fusi nuklir untuk suatu hari nanti menciptakan sejumlah besar energi bersih.
Salah satu perusahaan yang berencana mengekstrak helium-3 dari bulan adalah Interlune, yang berbasis di Seattle. "Kami telah menghabiskan empat tahun terakhir untuk mengembangkan, membuat prototipe, dan menguji teknologi… Kami memiliki tim yang terdiri dari 30 orang, dan terus bertambah," kata Rob Meyerson, salah satu pendiri dan kepala eksekutif. Meyerson adalah presiden Blue Origin, perusahaan roket Jeff Bezos antara tahun 2003 dan 2018.
Salah satu pendiri Interlune adalah Harrison "Jack" Schmitt, yang kini berusia 90-an, yang berjalan di bulan selama misi Apollo 17. Ia telah lama mendukung pemulihan helium-3 dari regolit bulan.
Interlune telah menguji beberapa peralatannya selama penerbangan parabola, di mana pesawat terbang dalam busur besar untuk mensimulasikan gravitasi nol. Peralatan perusahaan dapat diintegrasikan ke dalam wahana pendarat bulan paling cepat pada musim gugur 2027, kata Meyerson.
Pada akhirnya, Interlune bertujuan untuk menempatkan ekskavator penggali regolit otonom di bulan untuk mengambil material bubuk tersebut dan memprosesnya. Idenya adalah untuk menghancurkan dan mengaduk regolit, melepaskan helium-3 yang terkandung di dalamnya.
Tidak ada yang tahu pasti berapa konsentrasi helium-3 yang ada di bulan.
Paul Burke, di Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, mengatakan sampel regolit Apollo mungkin telah kehilangan sebagian helium-3-nya saat kembali ke Bumi, sehingga mengacaukan pemahaman kita tentang berapa banyak yang ada di sana.
Selain itu, mungkin tidak ada banyak titik panas helium-3 seperti yang diharapkan, atau mungkin berada di kedalaman yang sulit diakses. "Penting bagi kita untuk memahami di mana helium-3 berada," kata Burke.
Seperti yang dilaporkan Space News tahun lalu, konsentrasi di bulan – mungkin antara beberapa bagian per miliar (ppb) dan sekitar 20 ppb – dapat memerlukan penggalian dan pemrosesan ratusan ribu ton regolith hanya untuk mendapatkan satu kilogram Helium-3. Sebuah prospek yang "sangat besar," kata Burke.
"Kami tidak mengabaikan fakta bahwa kami harus memproses sejumlah besar regolith," kata Meyerson. Apakah rencana ini masuk akal secara ekonomi? "Kami telah menghitung angkanya… untuk semua yang kami butuhkan untuk sampai ke bulan, mengekstrak [Helium-3] dan membawanya kembali ke Bumi."
Interlune menolak untuk membagikan angka-angka tersebut kepada BBC, atau perkiraan biaya total pengembangan teknologinya. ***
