根据美国国家航空航天局(NASA)对月球勘测轨道飞行器(LRO)任务数据的最新分析，月球尘埃和岩石(风化层)中的冰沉积物比以前认为的要广泛得多。冰将是未来月球探险的宝贵资源。水可以用于防辐射和支持人类探险者，或者分解成氢和氧成分来制造火箭燃料、能源和可呼吸的空气。

　　先前的研究在月球南极附近较大的永久阴影区(PSRs)发现了冰的迹象，包括凯布斯、霍沃斯、舒梅克和福斯蒂尼陨石坑内的区域。在这项新研究中，“我们发现在南极以外的psr中存在水冰的广泛证据，至少朝向南纬77度，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的蒂莫西·p·麦克拉纳汉博士说，他是10月2日发表在《行星科学杂志》上的一篇关于这项研究的论文的主要作者。

　　这项研究通过提供地图和识别地表特征来进一步帮助月球任务的规划者，这些特征显示了哪里可能发现冰，哪里不太可能发现冰，并提供了为什么会发现冰的证据。麦克拉纳汉说:“我们的模型和分析表明，最大的冰浓度预计将出现在psr最冷的地方，低于75开尔文(-198°C或-325°F)，靠近psr面向极地的斜坡的底部。”

　　“我们不能准确地确定psr冰沉积物的体积，也不能确定它们是否可能被埋在干燥的风化层下。然而，我们预计，与周围地区相比，在这些沉积物上方每1.2平方码(平方米)的表面上，在3.3英尺(米)的表面上，应该至少多出5夸脱(5升)的冰。”该研究还绘制了预计会出现更少、更小或更低浓度冰沉积的地方，这些冰沉积主要发生在更温暖、周期性光照的地区。

　　冰可以通过彗星和流星撞击植入月球风化层，从月球内部以蒸汽(气体)的形式释放出来，或者通过太阳风中的氢和风化层中的氧之间的化学反应形成。PSRs通常发生在月球两极附近的地形洼地。由于太阳角度低，这些地区数十亿年来都没有见过阳光，所以永远处于极冷状态。

　　人们认为，冰分子被陨石、太空辐射或阳光反复从风化层中移出，并在月球表面旅行，直到它们降落在PSR中，在那里它们被极端寒冷所困。PSR持续寒冷的表面可以将表面附近的冰分子保存数十亿年，在那里它们可能积聚成丰富的矿床，足以开采。人们认为，暴露在阳光直射下的表面上的冰很快就会消失，这阻碍了它们的积累。

　　该团队使用LRO的月球探测中子探测器(LEND)仪器，通过测量中能“超热”中子来探测冰沉积的迹象。具体来说，该团队使用了LEND的超热中子准直传感器(CSETN)，该传感器具有固定的18.6英里(30公里)直径的视场。

　　中子是由强大的深空事件(如恒星爆炸)产生的高能星系宇宙射线产生的，这些事件影响了月球表面，破坏了风化层原子，并散射了称为中子的亚原子粒子。中子可以从大约3.3英尺(米)深的地方产生，它们乒乓般穿过风化层，撞到其他原子上。一些被引导到太空，在那里它们可以被LEND探测到。

　　由于氢和中子的质量差不多，与氢的碰撞导致中子比与最常见的风化层元素的碰撞损失相对更多的能量。因此，当氢在风化层中存在时，它的浓度会导致观测到的中能中子数量相应减少。

　　“我们假设，如果所有psr具有相同的氢浓度，那么CSETN应该按比例检测它们的氢浓度作为它们面积的函数。因此，更多的氢应该被观察到朝向更大面积的psr，”麦克拉纳汉说。

　　该模型是从一项理论研究中发展出来的，该研究展示了csetn固定区域视场如何检测到类似的氢增强psr。利用502个psr的中子发射证明了这种相关性，这些psr的面积从1.5平方英里(4平方公里)到417平方英里(1079平方公里)，与周围氢增强较少的区域形成对比。在较小的psr中，相关性预期较弱，但在较大的psr中相关性增加。