Nas partes mais escuras e mais frias das regiões polares, uma equipa de cientistas observou, diretamente, evidências de gelo de água na superfície da lua. Esses depósitos de gelo estão distribuídos de forma irregular e podem ser antigos. No polo sul, a maior parte do gelo está concentrado nas crateras lunares, enquanto o gelo do polo norte é mais amplamente distribuído, embora não muito espalhado.

A equipa de cientistas das universidades de Havaii e Brown, liderada por Shuai Li, a que se juntou Richard Elphic, do centro de pesquisa Ames da NASA, usaram dados do Moon Mineralogy Mapper (M3) para identificar três provas que, definitivamente, comprovam que há gelo de água na superfície da lua.

O M3, a bordo da nave Chandrayaan-1, lançada em 2008 pela Organização de Pesquisa Espacial Indiana, foi equipado com o objetivo de confirmar a presença de gelo sólido na lua. E recolheu dados que não só captaram as propriedades reflexivas que esperamos do gelo, mas também mediu, diretamente, e de forma distinta as moléculas, de modo a ser possível diferenciar entre água líquida ou vapor e gelo.

A maior parte do gelo recém-descoberto encontra-se nas sombras das crateras perto dos pólos, onde as temperaturas mais quentes nunca superam os -121.11 graus Celsius. Por causa da inclinação muito pequena do eixo de rotação da lua, a luz solar nunca atinge essas regiões.

Observações prévias, indiretas, tinham  encontrado possíveis sinais de gelo superficial no polo sul lunar, mas podiam ser explicados por outros fenómenos.

Com gelo suficiente à superfície, a água poderá servir como recurso para futuras expedições, para explorar e até permanecer, obtendo água de um modo mais acessível face à encontrada abaixo da superfície.