人類太空探索的整個未來可能取決於月球冰層。在過去的兩年裡，美國宇航局一直專注於設計一種新型載人飛行器和發射系統，以便在2018年之前將宇航員送回月球。該機構的最終目標是建立一個永久性月球基地，並利用該專案的技術為人類火星任務做準備。但這個宏偉計劃的關鍵在於一個冒險的預測：美國宇航局將在月球兩極之一的永久陰影隕石坑盆地中找到水冰。
豐富的冰礦藏將對月球殖民者大有裨益，他們可以利用水來維持生命，或者將其轉化為氫氣和氧氣火箭燃料。在20世紀90年代，發射到月球的兩個軌道飛行器——克萊門汀號和月球勘探者號——在永久陰影的極地地區發現了冰的證據，那裡持續的寒冷溫度可以儲存彗星和隕石撞擊帶到月球的水。但一些科學家對克萊門汀號的雷達資料提出了質疑，月球勘探者號觀測到的異常中子輻射可能是由月球土壤中的原子氫而不是冰引起的。
為了解決這個問題，美國宇航局計劃在2008年發射月球勘測軌道飛行器（LRO）。這顆重達一噸、價值4億美元的探測器將在距月球表面僅50公里的極地軌道上執行，它將把高解析度中子感測器對準疑似冰礦藏，以更精確地確定其位置。LRO還將攜帶一臺輻射計來測量表面溫度，一臺紫外線探測器來探測陰影隕石坑盆地，以及一臺雷射高度計和相機來繪製極地地區的地圖，並勘察可能的著陸點。
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但由於冰可能被埋藏並與月球塵土混合在一起，美國宇航局需要降落一個可以挖掘和分析土壤樣本的探測器。這項計劃於2011年進行的任務具有挑戰性，因為在陰影區域執行的儀器無法使用太陽能。航天器可以降落在陽光充足的地點，並派遣一輛電池驅動的漫遊車進入黑暗的隕石坑，但電池很快就會耗盡。放射性同位素熱發電機可以使用鈽衰變產生的熱量來供電，但美國宇航局不傾向於這種方案，因為它既昂貴又具有爭議性。
正在考慮的另一個想法是發射一個探測器，它可以依靠重啟著陸火箭在月球表面從一個地方跳到另一個地方，這可以將航天器提升到比其原始著陸點高100米的高度，並將其移動到隕石坑盆地的另一個地點以尋找冰。調查多個地點至關重要，因為冰的分佈可能不均勻。另一種替代方案是從隕石坑邊緣的著陸器或軌道飛行器向陰影盆地的幾個地方發射地面穿透儀器。
美國宇航局戰略的主要缺陷是其探測器可能找不到冰，或者發現冰太稀少而無法成為有用的資源。“我有點擔心他們太指望以可用的形式找到水，”前美國宇航局首席科學家、現任卡內基科學研究所地球物理實驗室負責人小韋斯利·T·亨特里斯說。如果從月球提取冰被證明是不可行的，那麼該航天機構可能不得不為載人任務選擇新的著陸點和探索目標。但美國宇航局認為，即使機器人探測器沒有找到冰，它們也是有價值的。機器人月球探測計劃負責人馬克·博爾科夫斯基說：“我們從這些測量中不可避免地會獲得科學成果。”