Uma das principais descobertas da sonda LRO foram os vestígios da presença de água na cratera Cabeus, no polo sul da Lua. Além disso, a LRO encontrou "zonas específicas de pergelissolo", aonde os raios do Sol não penetram e onde, em teoria, o gelo deve existir eternamente.
O papel-chave nesta descoberta desempenhou o detetor neutrónico russo LEND (Lunar Exploration Neutron Detector, na sigla em inglês), que mostrou aos cientistas da NASA e seus colegas russos os pontos no polo sul onde a proporção possível de gelo e água é máxima. Esta descoberta faz agora com que os cientistas tentem perceber de onde veio a água e como é que o gelo se manteve sem se evaporar sob os raios do Sol.
Usando o equipamento da LRO, os cientistas elaboraram dois mapas especiais da Lua — um com as regiões da Lua mais quentes e outro com as zonas que melhor refletem os raios do Sol. A combinação destes parâmetros, segundo Siegler, permite encontrar com alta precisão as reservas de gelo, pois a água gelada em geral é mais fria do que o solo "seco" lunar e, ao mesmo tempo, reflete melhor a luz.
Até agora, os especialistas da NASA e seus colegas russos buscaram jazidas de gelo na Lua somente nas crateras escuras e frias nos polos do satélite da terra, aonde os raios do Sol não penetram nunca ou quase nunca e, por isso, o gelo não se funde e não se evapora.
Mas os dados da LRO mostraram que tal método estava errado — foi descoberto que as reservas de gelo estão concentradas não somente nas crateras frias e escuras, mas também nas claras e mais quentes no polo sul da Lua.
Esta descoberta complica ainda mais o enigma das reservas de água na Lua. Apesar da grande distância entre ela e o Sol, na Lua há quatro vezes menos gelo do que em Mercúrio, o primeiro planeta do Sistema Solar. Os cientistas não sabem o porquê deste fenômeno, mas esperam que novas observações da LRO ajudem a encontrar a resposta.