長途旅行需要人類探險者攜帶大量的水。根據美國國家航空航天局（NASA）的資料，宇航員平均每天需要1.6公斤（0.4加侖）的水來維持生存，此外還需要27公斤（7.2加侖）用於其他用途，而將其中任何一公斤送入軌道都需要花費25,000美元。鑑於計劃向月球派遣載人任務，並最終建立基地，如果未來的探險者能夠在那裡滿足他們的用水需求，顯然會簡單得多。幸運的是，早期的雷達資料顯示，月球極地隕石坑的永久陰影中可能存在水冰，而1998年月球勘測者號上的中子光譜儀檢測到月球表面內部存在氫的明顯特徵。如果這些氫以H2O的形式被鎖定，那麼那裡可能會凍結多達260億加侖的水。
為了幫助解決這個問題，康奈爾大學的天文學家唐納德·坎貝爾和他的團隊將世界上最強大的射電天文臺——波多黎各的阿雷西博望遠鏡——對準了月球南極，特別是其巨大的沙克爾頓隕石坑，搜尋類似在水星和其他地方檢測到的水的跡象。“冰本質上會在雷達下發光。它優先將光線反射回雷達，就像高速公路上的標誌一樣，”坎貝爾解釋道。“當我們觀察月球兩極時，我們沒有看到同樣的特徵。”
但天文學家確實檢測到一種可能表明存在水冰的偏振特徵。然而，該特徵似乎來自隕石坑的陰影部分和光照部分。由於水冰（如果存在）只能存在於黑暗、寒冷的凹處，因此該特徵可能是由非常粗糙或塊狀的地形引起的，該團隊在10月19日出版的《自然》雜誌上發表的論文中指出。“由於我們不完全確定的原因，同樣的特性也可能來自月球上年輕撞擊坑的塊狀地形上的岩石噴射物的散射，”坎貝爾指出。這種特性可以在地球上看到，例如亞利桑那州弗拉格斯塔夫郊外的舊金山峰火山流。
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獲得的雷達資料是迄今為止最好的，解析度高達20米，探測深度達月球土壤一米，甚至比過去從月球軌道直接觀察的衛星獲得的資料還要好。但這並不是最終定論。“決定性的測量尚未完成，”約翰·霍普金斯大學的月球科學家保羅·斯普迪斯認為。“這可能是粗糙度，也可能是冰，我們只是不知道。”
美國宇航局計劃在一年後發射的“月球勘測軌道飛行器”和“月球隕石坑觀測和感測衛星”（LCROSS）應該會提供更清晰的影像，而印度的“月船1號”任務將攜帶一個靈敏度較低的雷達系統。“他們將比我們從地球上看到更好的極地地形檢視，看看他們會顯示什麼將會很有趣，”坎貝爾說。“LCROSS計劃撞擊月球，看看他們是否可以汽化任何水冰，然後檢測到蒸汽羽流。”
無論如何，以某種形式存在於月球上的氫和氧這一簡單事實使得月球基地成為一個更容易實現的目標。“如果事實證明[氫]被鎖定在水中，而且容易獲取和處理，那就更好了，”美國宇航局月球機器人先驅計劃經理安東尼·拉沃瓦指出。“即使它不是以水的形式存在，美國宇航局仍然會對確定這種形式是否可以使用感興趣。”