月の水
反響波の振幅と振動数は岩ではなく氷と一致するものであったが、この結果については合意が得られていない。コンピュータシミュレーションでは、月面上の14,000mに及ぶ範囲が永久影になり、氷が存在する可能性があると示唆された。
1998年に打ち上げられたルナ・プロスペクターは、月の極地方のレゴリスに含まれる水素の量を測定するために中性子分光計を運んだ。50ppmまでの水素原子を検出することができ、月の北極と南極ではその濃度が大きかった。これは、かなりの量の氷が永久影のクレーターに捕らわれていることを示唆していたが、ヒドロキシルラジカルが月の鉱物と化学的に結合している可能性もあった。クレメンタインとルナ・プロスペクターによるデータに基づき、NASAは、もし月面に氷が存在すると仮定すると、合計の存在量は1-3kmになると推測した。
月の水に関する懐疑的な考えは、主に1999年に月を通過したカッシーニのデータに基づくものである。1999年7月、このミッションの最後にルナ・プロスペクターが意図的に月の南極近くのクレーターシューメーカーに衝突させられた。かなりの量の水が検出されることが期待されたが、地上の望遠鏡による分光測定では水のスペクトルは観測されなかった。
2007年9月に19か月の探査に打ち上げられた日本のかぐやは月面地図作成計画の一環で、軌道上からガンマ線分光測定を行い、月表面の様々な元素の存在量を計測した。かぐやは高解像度の画像センサを搭載していたが、月の南極付近の永久影のクレーターに氷の徴候を発見することはなかった。探査の最後には月面に衝突し、噴煙の成分の観測を行った。
2008年11月14日、インドの探査機チャンドラヤーン1号は月の南極付近のシャクルトンに向けてMoon Impact Probeを放出し、20時31分に衝突した。この際舞い上がった塵が水の存在の分析に供された。
2009年9月25日、NASAはチャンドラヤーン1号に積まれたMoon Mineralogy Mapperから送られたデータにより、低濃度で土壌と結合した水酸基の形ではあるが、月の表面の大部分に水素が存在することが確証されたと発表した。この結果はディープ・インパクトやカッシーニの分光分析の結果を支持するものだった。2010年3月、チャンドラヤーン1号のMini-Sar実験装置により、月の北極付近の永久影クレーターの中の冷たく暗い斑点の部分に6億トンもの氷が存在するという仮説が報じられた。
月の極地方のクレーターの底に氷が存在する可能性は1961年にカリフォルニア工科大学の研究者であるKenneth Watson、Bruce C. Murray、Harrison Brownによって最初に提唱された。アポロ計画の宇宙飛行士が持ち帰った月の石のサンプルの中に痕跡量の水が確認されたが、地球上で汚染された結果だと推測され、一般に月の表面の大部分は完全に乾燥していると考えられた。しかし2008年の月の石の再研究で、火山性のガラス球の中に水分子が捕獲されている証拠が得られた。
月近くでの水蒸気の存在を示す直接の証拠は、アポロ14号のアポロ月面実験パッケージのSuprathermal Ion Detector Experimentによるもので、1971年3月7日に得られた。アポロ14号の着陸地点の近くの月表面に設置された質量分析装置で、一連の水蒸気イオンが観測された。
月面に氷が存在する証拠は、1994年にアメリカ国防総省の探査機クレメンタインによる観測結果から提案された。バイスタティック・レーダーとして知られる実験で、クレメンタインは月の南極の影の部分に向けて送信機から電波のビームを発した。電波の反響は、地球上のディープスペースネットワークにある大きなパラボラアンテナで受信された。