Планетологи давно подозревали, что в глубоких кратерах приполярных областей Луны, куда редко заглядывает солнце, может храниться лёд, попадающий на поверхность Луны при падении комет. Температура в этих кратерах составляет 40 кельвинов (минус 233 градуса Цельсия), и искусственные спутники Луны с помощью спектрометрии нашли там водород. Скорее всего, он входит в состав воды (хотя не исключены варианты: это могут быть замёрзшие скопления метана или аммиака). Кроме того, недавние полёты индийского зонда «Чандраян-1» и других космических аппаратов позволили обнаружить воду даже на прожаренной солнцем и, казалось бы, совершенно сухой освещённой поверхности нашего естественного спутника. Правда, это всего лишь отдельные молекулы, адсорбированные на поверхности зёрен реголита (лунной пыли). Но если взять тонну этой пыли, из неё, как полагают специалисты, удастся выделить до литра воды. По другим расчётам, с площади, равной футбольному полю, можно собрать пол-литра воды. Лунная пыль суше, чем самый сухой песок в самой жаркой земной пустыне, но всё-таки в перспективе она сможет послужить источником воды для обитателей лунной научной станции. Содержание воды колеблется на протяжении лунного дня: в полдень, когда солнце в зените, воды меньше, чем утром и вечером.
Тот же «Чандраян-1» нашёл признаки присутствия водяного льда в четырёх десятках небольших кратеров вокруг северного полюса Луны. Количество воды там оценивают в 600 миллионов тонн, и часть этих запасов представляет собой почти дистиллят, так что даже очищать не придётся.
В октябре 2009 года НАСА направило свой космический аппарат LCROSS на космической скорости в глубь кратера Кабеус у южного полюса Луны, чтобы проанализировать спектр вспышки и облака частиц, поднятых при ударе. Обнаружен водяной пар с примесью двуокиси серы, метанола и диацетилена.
Заинтересовавшись новыми открытиями, американцы решили повторно проанализировать пробы лунного грунта, привезённые астронавтами программы «Аполлон». Использовали новые методы масс-спектрометрии, которых не было 40 лет назад, и оказалось, что некоторые лунные минералы содержат до 6 частей воды на 1000 частей своего веса.
