月球上的水
美国“月球勘探者”号的中子探测
1998年1月7日美国发射“月球勘探者”号探测器，其搭载的中子探测仪可以测量月球表面氢的含量。由于氢很可能是以水分子的形式存在，所以氢信号的强弱可以间接反映水含量的多少。探测结果显示，在月球两极地区存在丰富的氢，而且北极的氢信号比南极稍强，据此推测月球极区可能含有丰富的水冰。通过分析探测数据认为，这些区域月壤中的水冰含量约为0.1%～0.3%，存在形式可能是以冰粒和月壤混合物(俗称“脏冰”)，分布深度约为月表40厘米深处，两极水冰总有效面积约为1850平方千米。据专家估算，月球极区水冰的总储量约66亿吨。
相对雷达探测，中子探测结果引起的争论相对要小得多，它似乎为水冰的存在提供了新的证据。但中子探测反映的只是两极永久阴影区存在大量氢，而这些氢是以水冰还是别的物质形式存在，又成为各方争论的焦点。
1999年7月31日，“月球勘探者”号以每小时6115千米的速度向月球极区预定目标撞去，科学家原本估计撞击将激发约18千克的水蒸气供地基和空基观测，希望得到无可争议的水冰存在的证据。遗憾的是，“月球勘探者”号撞击后却没有出现期待中的水汽云，哈勃空间望远镜和德克萨斯大学麦克唐纳天文台都没有观测到任何有关水的信息。
最新的进展
美国发现“阿波罗”月球样品中存在水
虽然前苏联科学家早在1978年就在月球24号的样品中发现存在0.1%的水，但美国人根本不认可这一结果，他们认为所有的“阿波罗”样品都不含水，前苏联人发现的水是因样品保存不当所导致的，其理由当然是在“阿波罗”登月采集的的月球样品中没发现水。然而，随着精细分析技术的提高，“阿波罗”样品不含水的结论在近期被推翻了。根据美国布朗大学的阿尔贝托•萨尔等2008年发表在《自然》杂志上的文章，他们在“阿波罗”样品的火山玻璃中也发现了水，含量与苏联科学家宣布的大致相当。
印度“月船一号”的微型雷达探测
由于目前发现月球上存在水的地区基本上都位于南北极的永久阴影区内，这些地区由于地处高纬度，太阳每次基本上在地平线上划过，光线不能照射到撞击坑的底部，因此，可见光相机和其它需要依赖太阳光反射或激发的仪器都不能看到这些撞击坑底部的景象。而雷达探测不依赖光照，可以对月球两极永久阴影区进行成像，可望获得撞击坑底部的地形和水冰是否存在的确凿证据。
美国人给印度“月船一号”探测器提供了多套科学仪器，其中就包括一台微型的合成孔径雷达。由于“克莱门汀”的雷达探测结果受到争议，这次“月船一号”上的微型雷达在设计时采用了与“克莱门汀”雷达不同的工作方式，即发射左旋极化信号，接收水平极化和垂直极化的反射信号，这种工作方式可以保留反射信号的全部信息，从而明确判断回波异常到底是由水冰—月壤混合物引起的，还是干燥岩石引起的。
根据今年3月在休斯敦召开的第41届月球与行星科学会议上公布的结果，微型雷达在月球北极发现有40多个大小不等(直径大约1.6千米～15千米)的撞击坑底部具有异常的回波特征，而坑外围却没有异常。在月球南极也发现了类似的现象。这说明，在这些坑内存在水冰。据初步估算，月球北极的40个撞击坑内大约有6亿吨水冰。而且，在未来可能选址作为月球基地的南极休梅克撞击坑内，也发现了水冰。
根据雷达探测的原理，这些撞击坑内的水冰很可能是以大冰块或冰层的形式存在，分布在10米厚的月壤层内。
印度“月船一号”的光谱探测
光谱探测利用的是“月船一号”上搭载的另一台科学仪器——由美国提供的月球矿物制图仪。2009年10月，美国布朗大学行星地质学家卡尔•皮埃特斯等在《科学》杂志上发表其研究成果。通过对月球矿物制图仪获得的近红外光谱进行仔细研究，他们发现几乎在月球所有纬度上都存在羟基(由一个氢原子和一个氧原子组成)，或可能是水的光谱信号。
虽然以前也曾经在月球探测中发现过类似的光谱信号，但都没有得到应有的重视。比如，1996年～1999年，美国MMT天文台台长费思•维拉斯及其同事利用地基望远镜开展了对月观测，在月球极区发现了水合物的光谱信号。但由于极区大部分地区都出现了水合物的光谱信号，其中有些地区的白天温度甚至可能超过100摄氏度(水的沸点)，因此这一研究结果备受质疑，以至没有一家期刊愿意发表他们的论文，使这一结论在10年后的2008年才得以发表在一家鲜为人知的日本刊物上。
此外，1997年10月发射的卡西尼号土星探测器，在1999年9月借力地球飞行时曾经对准月球开展过探测，2005年1月“深度撞击”号空间探测器在发射几天后奔赴彗星的途中，也曾经对准月球开展了短暂探测。这两个探测器上的光谱仪都探测到了类似水的光谱信号。但这些信号非常微弱，几乎淹没在背景噪声信号中，也没有得到应有的重视。
这次月球矿物制图仪获得的结果与其它几次月球光谱探测的结果一致，因此，部分专家认为，目前基本上可以证实月球上确实存在很多水。由于光谱仪只能探测表面几毫米的深度，因此，月球矿物制图仪发现的水应该存在于月表数毫米厚的月尘内，含量甚微，与月球矿物以结晶水形式存在。按照地质学理论，结晶水与矿物之间的结合非常牢固，常常需要加热到200摄氏度甚至更高的温度才能释放出来，这就解释了为什么在白天温度可以达到130摄氏度左右的月球中低纬度地区也检测到了羟基信号。
LRO的中子探测
与前面提到的“月球勘探者”号的探测原理相似，LRO轨道器上也搭载了一台低能中子探测仪，通过记录中子计数探测氢的含量，并进而证明水的存在。中子探测仪在月球撞击坑内的永久阴影区发现了丰富的氢(氢存在的最直接形式为水)。由于中子探测仪的探测深度为月球表层数米厚的月壤，因此这些“水”可能是以冰粒形式与月壤混合，即前面提到的“脏冰”。但令人费解的是，在温度较高、日照强烈的三个撞击坑外围地区，也发现了丰富的氢。
