太空燃料主要指氦-3同位素，该物质可通过核聚变产生清洁能源，1吨氦-3发电量可满足中国全年用电需求，月球表层因长期受太阳风辐射积累约66万吨氦-3资源 。地球氦-3储量仅0.5吨且市场价格达每升25000元，中国通过嫦娥五号、六号月球采样验证月壤氦-3富集机制及提取可行性 。美国威斯康辛州立大学曾启动氦-3采集装置研发，私营企业Interlune计划2028年起实施商业化开采 。
氦-3除用于核聚变外，还可应用于中子探测、超低温制冷（稀释制冷机需氦-3/氦-4混合气体）及量子计算领域 。中国科研团队发现月壤钛铁矿表层非晶玻璃包裹氦气泡，提出常温机械破碎结合磁筛选的提取技术，较传统700℃高温法显著降低能耗 。NASA曾使用钚-238为深空探测器供能，但该同位素需核反应堆辐射镎-237提纯，年消耗量约2000克 。
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