Гидроксилы (ОН) образуются в результате взаимодействия солнечного ветра с Луной. Протоны в солнечном ветре взаимодействуют с электронами на лунной поверхности. Это создает атомы водорода, которые соединяются с атомами кислорода в силикатах и ​​других молекулах лунного реголита. Вместе водород и кислород создают молекулы гидроксила, которые являются компонентом воды.

Для поиска источников лунной воды использовались данные миссии Chandrayaan и картографа минералогии NASA. Они были получены спектрометром визуализации посадочного модуля в 2008–2009 годах. Эти данные инфракрасной спектроскопии содержат спектральные отпечатки как воды, так и гидроксила в солнечном свете, отраженном от поверхности Луны. Инструмент M3 разделил свет на 85 различных видимых и инфракрасных «цветов». Так команде удалось идентифицировать характерные признаки воды и гидроксилов на значительной части лунной поверхности.

Исследователи изучили местоположение и геологический контекст распределения воды и гидроксила на Луне, а также учли «время жизни» этих ресурсов. Со временем вода на Луне исчезает, тогда как гидроксил сохраняется гораздо дольше. Например, когда метеорит ударяет по лунной поверхности, «влажные» породы, которые он выбрасывает на поверхность, постепенно теряют свою воду под воздействием солнечного ветра. Это приводит к образованию рассеянного слоя или «ауры» гидроксилов. В других местах протоны солнечного ветра взаимодействуют с поверхностью, формируя тонкий слой или «налет» гидроксилов, который сохраняется на миллионы лет. Гидроксилы также могли появиться в результате вулканической активности, которая вынесла на поверхность глубоко залегающие породы, содержащие воду.

Лунные породы могут стать ценным источником воды для будущих лунных миссий. На Луне преобладают два основных типа пород: базальты, по составу схожие с гавайской лавой, и анортозиты, распространенные на лунных возвышенностях. Анортозиты характеризуются относительно высоким содержанием воды, в то время как базальты, как правило, более сухие. Кроме того, в обоих типах пород присутствуют гидроксильные группы, связанные с различными минералами.

Для извлечения воды из анортозитов необходимо применить термическую обработку. Такой подход позволит создать стабильный источник водоснабжения. Еще можно использовать химические методы для высвобождения гидроксильных групп. В результате реакции четырех гидроксильных групп образуются молекулы кислорода и воды.

Однако самый простой способ найти воду на Луне — это полюса. В глубоких кратерах, постоянно находящихся в тени, лед может сохраняться миллионы лет. Добыча льда, вероятно, будет менее затратной, однако встанет вопрос о транспортировке воды в другие регионы Луны. В свою очередь, извлечение воды из пород сопряжено с высокими энергозатратами и требует сложного оборудования. Изучение местоположения ледяных отложений и гидроксилов важно для обеспечения жизнедеятельности будущих лунных баз.