En primer lugar, los autores realizan una revisión de la investigación sobre la exploración lunar del hielo de agua. Desde la década de 1990, muchas misiones de exploración lunar han explorado y estudiado el hielo de agua en la sombra permanente, como el uso de radar (incluido el radar basado en la Tierra), espectro de neutrones, espectro visible e infrarrojo cercano, láser, experimento de impacto y otras tecnologías de detección para llevar a cabo exploración de teledetección, y análisis de laboratorio de muestras de Apolo y meteoritos lunares. En la detección de radar, la relación de polarización circular (CPR) obtenida del radar se puede utilizar para caracterizar las propiedades físicas de la superficie lunar (CPR del hielo de agua > 1 mientras que el CPR de la superficie lunar rugosa generalmente está entre 0.5 y 1). Por lo tanto, el radar en el satélite de exploración lunar se puede utilizar para detectar el hielo de agua en las regiones polares lunares. En la detección de neutrones, el detector de neutrones refleja el contenido de hidrógeno en un área determinada a través del nivel relativo de diferentes tipos de recuentos de neutrones. Combinado con el análisis y el juicio de la forma existente de hidrógeno, se deduce si hay hielo de agua en esta área. La detección espectral solo puede detectar desde la superficie hasta unos pocos milímetros; por lo tanto, el agua detectada debe existir en el polvo en la superficie lunar, que existe en forma de agua cristalina con minerales lunares. La detección láser también se aplica, mediante la realización de un análisis integral en combinación con el albedo del altímetro láser orbital lunar y la temperatura superficial máxima anual.
Luego, los autores presentan las misiones internacionales actuales y futuras de exploración lunar del hielo de agua. La forma actual de detectar la existencia de hielo de agua lunar es indirecta. Tres CubeSats, a saber, Lunar IceCube, Lunar Flashlight y LunaH-Map, están siendo construidos por la Universidad Estatal de Morehead en Kentucky, un equipo del Laboratorio de Propulsión a Chorro y el Centro de Vuelos Espaciales Marshall, y la Universidad Estatal de Arizona. La medición directa requiere el aterrizaje y el posicionamiento de la exploración en la sombra permanente de las regiones polares lunares. El Vehículo Explorador Polar de Investigación de Volátiles (VIPER) está diseñado por la NASA para recopilar todo tipo de datos ambientales del suelo en diferentes condiciones de luz y temperatura. Rusia planea llevar a cabo 3 misiones de exploración lunar en los próximos 3 años, a saber, Luna-25, Luna-26 y Luna-27. La misión de exploración lunar Chandrayaan-3 de India también fue anunciada por la Organización de Investigación Espacial de la India, que consta de un módulo de propulsión, un módulo de aterrizaje y un rover lunar.
Por último, los autores discuten las misiones científicas de la exploración lunar de hielo de agua del futuro de China. Chang’E-7 está programado para llevar a cabo estudios científicos detallados en el polo sur de la Luna, uno de cuyos objetivos científicos es sondear el origen, el contenido y la distribución del hielo de agua lunar. Se implementan tres cargas útiles científicas para lograr el objetivo: Radar de imágenes de microondas lunares (LMIR), Espectrómetro de neutrones y gamma lunares (LNGS) y Analizador molecular de agua lunar (LWMA). Específicamente, el LMIR está instalado en el orbitador para detectar remotamente la distribución del agua en la superficie lunar global e imágenes de las áreas de sombra permanente cerca del área de aterrizaje polar lunar con alta precisión para identificar las posibles formas y distribución del hielo de agua. El LNGS, que está instalado en el orbitador, puede realizar la detección altamente sensible de neutrones rápidos y neutrones epitérmicos en la superficie lunar global, especialmente en el área de sombra polar, para obtener la distribución y el contenido de hidrógeno en el subsuelo. El LWMA está instalado en la mini-sonda voladora. Puede detectar in situ la existencia, el contenido, la forma y la ubicación del hielo de agua en las áreas de sombra permanente del polo sur lunar; estudiar el origen, el mecanismo de inyección y el proceso superficial del hielo de agua; detectar el volátil; y estudiar la existencia y el contenido de moléculas orgánicas.
