研發背景
獵戶座飛船飛近月球的構想圖名稱由來
“載人探索飛行器”（CrewExplorationVehicle，CEV）原本是美國國家航空航天局所預定的名字，並打算在2006年8月31日公布。可惜在2006年8月22日之前，國際太空站上的美國太空人傑夫·威廉斯對地球無線電通話時無意中說溜了嘴，提到了美國國家航空航天局剛剛選定的最後名稱獵戶座，訊息很快傳播開來。因此，美國國家航空航天局只得在2006年8月22日正式公布獵戶座這個名字。該名稱來自於獵戶座，而獵戶座是天空中最明亮的星座之一，也是大家十分熟悉而且極易辨認的星座。而該代號也曾用在約翰·楊和查爾斯·杜克所乘坐過的阿波羅16號的登月艙，該登月艙在1972年4月的時候降落在月球的表面。
組成結構
綜述
獵戶座飛船徽章載人飛船
載人艙載人艙，用於搭載太空人，可搭載四到六名太空人，包含三個基本組成部分。
逃逸塔
逃逸塔是載人探測飛船的獨特部件之一，它是一種小型火箭，能在發射失敗時將指令艙推離助推火箭。這種機制要比太空梭的中止程式更安全。
太空艙
“獵戶座”太空艙直徑約5米，總重量約25噸。是“阿波羅”可居住空間的2.5倍。目前設計的“獵戶座”至少有兩個視窗（駕駛員和指令長的座椅旁邊各有一個），和一個艙門。與“阿波羅”類似，“獵戶座”的入口艙門在其側面，對接通道在其頂端（用與空間站或登月載具對接）。獵戶座飛船上的載人艙也採用了錐形結構，比太空梭的外形更符合空氣動力學原理。
服務艙
載人探測飛船的服務艙也將採用圓柱形外觀。承載主推進系統、動力系統和飛行姿態控制系統。飛行姿態是指飛船在空間（x、y、z方向，或者俯仰、滾轉和偏航軸）中的定向方式。“獵戶座”飛船則採用反推力控制推進器來控制飛行姿態，這些推進器分別安裝在飛船的頭部和尾部。在飛行中，服務艙將覆蓋並保護載人探測飛船載人艙的隔熱層，同時為飛船提供電力、推進力和飛行姿態控制。服務艙將在飛船重返大氣層之前被拋棄。
服務艙的一些特點包括：
·單發動機推進，使用甲烷/氧燃料，其效率稍高於阿波羅號飛船服務艙使用的自燃燃料混合物（肼/四氧化氮）。與肼/四氧化氮相比，甲烷/氧燃料具有更高的比沖（單位重量推進劑產生的衝量），這意味著當推進燃料質量相同時，其燃燒時間更長，並能帶來更高的速度。將來，人類有可能會利用月球和火星上的原料來製造甲烷，為這種類型的飛船提供燃料。
·更大的載油量使選擇不同的月球軌道和著陸點成為可能。
·除燃料電池提供的能源外，飛船上的太陽能電池板也能發電並提供補充能源。
·含有液態氨或水/乙二醇混合物的導管將熱量傳遞給散熱器，以便將其散發到太空中。在外太空，有陽光照射的區域和沒有陽光照射的區域溫差大概有204攝氏度。這種受熱不均現象會使飛船結構中的金屬產生熱應力。為了抵消這一效應，阿波羅號飛船在飛往月球時，採用繞軸鏇轉的方法，確保太陽射線能夠均勻照射飛船的各個部分（“燒烤棍滾動操縱法”）。預計載人探測飛船也會採用相同的方法。
·採用轉向推進器控制飛行姿態，與阿波羅號飛船類似。
駕駛艙
獵戶座飛船貯藏艙
“獵戶座”貯藏艙是沿著“獵戶座”地板的內壁，正對著主窗的空間用來放置電子設備、生活用品及計算機設備，剩餘的空間可自由使用。“獵戶座”與NASA過去的載人飛船不同的一個特點是增加了兩個太陽能電池帆板。
登入艙
登入艙與阿波羅登月艙相比大很多，可以攜帶重量高達23噸的載籌抵達月球表面，甚至比整個阿波羅登月艙還要重。這么大載籌重量，甚至可以用於支持長期有人照料的月球基地。這一大載籌的特性，對於運送大量物資和科研設備至月球表面基地來說，是非常有意義的。
和阿波羅登月艙一樣，獵戶座的登月艙也包含降落和起飛兩個過程。在起飛階段，登月艙可以承載4人至環月軌道。按照原來的計畫，登月艙應當使用使用甲烷-氧氣燃料作為推進劑。在這一個基礎上，還會衍生出結構近似的，用於火星任務的著陸器。選用甲烷作為燃料的一個重要原因是，它可以通過套用原位資源利用的理論方法在火星土壤中獲得，而無需從地球運送過去。但由於該型推進系統仍然處於雛形階段，為了避免因此拖後登月計畫的整體進度而改為使用液氧-液氫燃料。
返回艙
獵戶座的返回艙重達12噸，這幾乎是阿波羅指令艙的兩倍。和阿波羅指令艙一樣，它也可以與一個服務模組連線，以提供諸如生命維持以及飛船推進等功能。需要特別說明的是，它的燒蝕式隔熱盾在每次使用之後便會拋棄，這與阿波羅的設計類似，而返回艙本身則可以重複使用大約10次。
火箭助推器
火箭助推器將載人探測飛船送入地球軌道，貨物運載火箭將負責運載重型載運物，比如登月車、月球中轉站和空間站部件。如有必要，貨物運載火箭也可以運送人員。
載人探測飛船助推器的第一級將是戰神I型固體火箭推進器(SRB)，類似於太空梭所採用的火箭推進器。第二級為單台太空梭發動機，由液氫罐和液氧罐提供燃料。前兩級火箭都無法回收或重新使用（而太空梭的固體火箭推進器則可以回收再利用）。載人探測飛船的發射助推器只負責運載太空人，而不運載沉重的載運物。因此，載人探測飛船的助推器可以比阿波羅號飛船和太空梭的助推器小。載人太空探索需要將太空人和載運物都送入太空軌道。以往的飛行器都是使用同一個火箭來運載人和物，但載人探測飛船將這些功能分開。
運載火箭
可運送重型載運物，必要時還能搭載太空人，由兩級組成：·第一級有5台以液氫和液氧為燃料的主發動機（稱為戰神V型火箭）。
·第二級為一台太空梭主發動機或一台阿波羅號飛船所採用的J-2型發動機，它們都採用液氫和液氧作為燃料。
外觀配置
獵戶座飛船的外貌與阿波羅飛船相似，但內部空間比阿波羅飛船大2.5倍，最多可容納6名太空人，融入了電腦、電子、維生系統、推進系統及熱防護系統等領域的諸多最新技術。同太空梭比，奧賴恩的使用成本更加低廉，安全係數也提高10倍，而且與太空梭一樣可以回收再用。
儘管它是美國新一代的載人飛船，但不少外界人士認為，它深受早期阿波羅飛船的設計思路影響，甚至有人說，它就是2.0版的阿波羅飛船。
獵戶座飛船將替代太空梭的計畫，並要求現有太空梭在2010年前退役。這是繼太空梭計畫以後的另一個里程碑，太空探索方面的一大步。
按照計畫，獵戶座飛船將會在甘迺迪航天中心的39號發射複合體進行發射。該發射複合體的39A發射台目前被用於發射太空梭，而39B則正在進行適應發射戰神火箭的改造。美國國家航空航天局將在2011年進行最後一次太空梭發射之後，用該飛船來執行載人航天任務。其首次任務被定於在2015年執行，之後將用於訪問國際空間站。如果商業軌道運輸服務出現問題無法使用，則該飛船將會替代執行國際空間站的後勤運輸任務。此後，獵戶座飛船將會作為載人月球及火星計畫中的一個關鍵裝備。
設計特點
飛船並沒有機翼和尾翼，不再像太空梭那樣通過滑翔方式返回地球，而是像飛船那樣通過降落傘降落，因而不需要複雜的氣動外形和防熱系統，可提高返回時的安全性。
發射時飛船將與火箭串聯在一起，即飛行器在火箭的頂部，而不像太空梭那樣與火箭並聯，所以能遠離燃燒的發動機和墜落的碎片造成的危險，完全避開泡沫材料脫落的威脅。
設定有‘逃逸塔’系統，一旦在發射時出現故障，引發燃料爆炸，可迅速將飛行器分離出去，通過降落傘安全降落。這些措施可使太空飛行事故率從以往太空梭1/220降低為現在的1/2000，提升了安全係數。
借鑑俄羅斯飛船的經驗，把人、貨分開運輸，這樣既安全又經濟。
外界披露
獵戶座飛船中與阿波羅飛船 相比，既有相同點，也有不同之處：1.空間更大，能攜帶4到6位太空人，而阿波羅飛船最多只能承載3名太空人。
2.裝備有太陽能電池板，這將大大減少使用燃料電池和普通電池。
3.既能像阿波羅飛船一樣降落於水中，也能依靠降落傘在乾燥的沙漠地區著陸。
4.由高科技合成材料製成，重量顯著降低，而具有強大處理能力的電腦令它的“大腦”更發達。
技術模組
綜述
獵戶座飛船，融入了電腦、電子、維生系統、推進系統及熱防護系統等領域的諸多最新技術。同太空梭比，奧賴恩的使用成本更加低廉，安全係數也提高10倍，而且與太空梭一樣可以回收再用。這種飛船將比阿波羅號飛船以及太空梭上的更為先進。“獵戶座”飛船將採用經過阿波羅號飛船和各項太空梭計畫驗證過的可靠技術。這種飛船適合進行長期太空探索活動，並且更加安全，功能也更為齊備。
逃逸系統
設定有逃逸塔系統，一旦在發射時出現故障，引發燃料爆炸，可迅速將飛行器分離出去，通過降落傘安全降落。這些措施可使航天飛行事故率從以往太空梭1/220降低為現在的1/2000，提升了安全係數。借鑑俄羅斯飛船的經驗，把人、貨分開運輸，這樣既安全，又經濟。
載人模組
戰神I號在上升階段的構想圖獵戶座飛船“載人及服務模組”（CSM）的結構包括兩個主要的部分：一個圓錐形的載人艙，以及一個圓柱形的服務艙。後者除了提供飛船的推進動力之外，還提供額外的供給。這兩者都是在1967年至1975年執行任務的阿波羅號飛船命令及服務模組的基礎上進行設計的，除此以外，還參考了太空梭計畫中所衍生出來的新型技術。探索系統任務部綜合辦主任尼爾·伍德沃德認為“使用現有技術和解決方案能降低風險”。
雖然獵戶座飛船採用了與六十年代開發的阿波羅飛船相近的設計理念，其載人模組將會使用數項較為完善的技術，包括：
“玻璃駕駛艙”數位化控制系統衍生於波音787飛機中的駕駛艙，類似俄羅斯進步號飛船和歐洲自動運載飛船的自動對接系統，該系統允許在緊急情況下由太空人全權控制。此前的其他美國飛船，如雙子座、阿波羅飛船，以及太空梭等，在進行對接時都需要手動操作。
改進過的廢棄物管理設備，包括一個微型野營式馬桶，以及一個在太空梭和國際空間站中已投入使用過的不分性別的“便溺管”。其中太空梭的“便溺管”系統是基於天空實驗室上的系統開發的，而國際空間站的系統則是基於聯盟號、禮炮和和平號國際空間站的同類系統。因此，在該飛船中將徹底取消遭人恨的“阿波羅袋子”。之所以稱為“阿波羅袋子”，是因為阿波羅飛船上的太空人必須使用這種“設備”。該“設備”其實就是一個開口處有粘性的塑膠袋，排便時需要將其貼上在屁股上，然後再進行排便；
一個氮氣/氧氣混合空氣環境，保持海平面的大氣壓（101.3kPa），或者稍低（55.2至70.3kPa）；
一個比之前任何載人飛船更加先進的計算機系統。
該模組的另一個特性是可以部分重複使用。美國國家航空航天局計畫讓每一個該模組可以執行最多10次飛行任務，以便能形成包含載人及無人駕駛的獵戶座飛船船隊。無論是載人模組還是服務艙，都將會使用鋁合金來建造。這種材料已被套用於太空梭的外部燃料箱、德爾塔-4運載火箭以及宇宙神-5運載火箭的建造上。整個模組的隔熱方式，和飛船中其它非關鍵部位如貨艙門是一樣的，都是用諾梅克斯材料製成的隔熱氈進行包裹。可重複利用降落傘是基於阿波羅號及太空梭固體助推器的降落傘進行設計的，並同樣使用了諾梅克斯布料來製作。獵戶座的載人模組只能夠通過在水上降落來實現回收，這也是載人飛行任務時唯一可行的在地球上降落的方式。
為了使獵戶座飛船能夠與國際空間站或者其它星際飛船對接，對接系統採用了新的低衝擊對接系統*設計。該設計是太空梭上所使用的通用對接環的簡化版本，有趣的是太空梭上的這一系統其實是源自於1975年俄羅斯為阿波羅-聯盟測試計畫而設計的對接系統。飛船及對接接合器均設定了水星號和阿波羅號上所使用的發射逃逸系統*，以及源自阿波羅飛船上的玻璃纖維推進器保護罩。升空過程中的前2%時間內出現問題，這些裝置將保證載人模組能安全逃逸。
獵戶座載人模組的形狀與阿波羅號指揮艙類似，是一個頂角為57.5°的圓台體。其投影直徑為5.02米，長度為3.3米，重8.5噸。它的總體積將會阿波羅號的2.5倍，內部空間容積約為5.9立方米，可承載4至6名太空人。經過長期的研究，美國國家航空航天局決定選用低密度碳化燒蝕材料（Avcoat）作為重返大氣層時的熱盾材料。低密度碳化燒蝕材料是由玻璃纖維及酚醛樹脂構成的蜂窩結構，其中填充以石英纖維。該材料曾在阿波羅計畫中使用，並在太空梭早期飛行任務中用在了特定的部位。
服務模組
逃逸系統
獵戶座發射失敗逃逸系統試驗品在美國國家航天局蘭利研究中心裝配完成。
發射終止試驗
阿連特技術系統公司（ATK）在2008年11月20日成功的進行了第一次發射終止試驗。該逃逸系統的引擎能提供2,200千牛的推力，以便在發射場上，或者發射後高度在91公里之前發生緊急情況時進行逃逸動作。這個逃逸測試是該引擎在上述範圍內出現的逆向氣流範圍之內進行的第一次測試。
這一次逃逸點火試驗對引擎和其他組件進行了一系列的測試，該測試是為了在2009年春天進行下一個主要的、具有里程碑性質的試驗做準備。後者是一次全尺寸的實物模型試驗。
探路先鋒2009年3月2日，一個先行製作好的逃逸模組的試驗品，從蘭利研究中心運往新墨西哥州的白沙飛彈靶場進行測試。這一個探路先鋒除了含有一個真實的逃逸模組之外，還包括了獵戶座的實物大小模型。在飛彈八成將會製作一個14米高的火箭，以進行第一次發射台終止逃逸試驗。
主要目標
獵戶座飛船將替代太空梭的計畫，並要求現有太空梭在2010年前退役。美國國家航空航天局將進行最後一次太空梭發射之後，用該飛船來執行載人航天任務。其首次任務被定於在2015年執行，之後將用於訪問國際空間站。如果商業軌道運輸服務出現問題無法使用，則該飛船將會替代執行國際空間站的後勤運輸任務。此後，獵戶座飛船將會作為載人月球及火星計畫中的一個關鍵裝備。
按照計畫，獵戶座飛船將會在甘迺迪航天中心的39號發射複合體進行發射。該發射複合體的39A發射台目前被用於發射太空梭，而39B則正在進行適應發射戰神火箭的改造。發射時飛船將與火箭串聯在一起，即飛行器在火箭的頂部，而不像太空梭那樣與火箭並聯，所以能遠離燃燒的發動機和墜落的碎片造成的危險，完全避開泡沫材料脫落的威脅。
NASA希望“獵戶座”載人探測飛船成為未來太空探索活動中的多面手。據NASA預計，該載人探測飛船將在2014年之前將太空人送入國際空間站，在2020年之前將太空人送抵月球，而此後的目標便是火星。
載人探測飛船的主要目標是重返月球。在阿波羅號飛船的設計階段，關於如何將人類送上月球曾有兩種提議：
·地球軌道集合（EOR）——在地球軌道上組裝大型探月火箭的部件，然後將其發射到月球。
·月球軌道集合（LOR）——兩個小型宇宙飛船（指令/服務艙和登月艙）在月球軌道上會合。
科學家們最終一致認為，在月球軌道集合可以減小更多重力，實現約翰·F·甘迺迪總統提出的10年內將人類送上月球的目標。載人探測飛船重返月球的飛行計畫融合了EOR和LOR這兩種方案的精髓。
載人探測飛船登月行動將建立月球基地，以探索月球並在月球南極尋找水源——水不僅是在月球生存的必需品，而且可以用來製造火箭燃料。此外，在登月行動中，太空人還將測試各種設備和技術，為將來的火星行動做準備。因為月球距地球只有三天的航程，所以從那裡執行火星登入行動將更安全、更經濟。月球行動中的救援工作與火星相比也更容易。載人探測飛船將成為其他外太空載人太空飛行器的設計典範。
NASA希望利用載人探測飛船將太空人再次送抵月球，並實現人類登入火星和其他太陽系行星的夢想。
配置性能
獵戶座飛船與國際空間站接合假想圖太空梭等飛行器重返地球大氣層時的速度為8千米/秒，而載人探測飛船的月球巡航速度更快，重返大氣層時的速度高達11千米/秒。除了外形以外，載人探測飛船的載人艙與阿波羅號飛船還有其他幾處共同點，儘管它是美國新一代的載人飛船，但不少外界人士認為，它深受早期阿波羅飛船的設計思路影響，甚至有人說，它就是2.0版的阿波羅飛船。據時代周刊報導，獵戶座飛船中與阿波羅飛船相比，既有相同點，也有不同之處：
1、載人探測飛船的載人艙直徑更大（為5米，而阿波羅號飛船為1.2米），能搭載更多人和貨物。
2、載人探測飛船尾部的隔熱層為燒蝕材料，將在飛行中汽化。阿波羅號飛船使用單張多層的尾部隔熱板，隔熱板的材料為鋁和環氧樹脂，能夠吸收飛船重返大氣層時產生的熱量並融化。（這種隔熱板和指令艙的其他部分一樣都只能使用一次。）太空梭使用陶瓷隔熱瓦、隔熱毯和增強碳樹脂來吸收熱量。但是，事實證明這種設計實現起來要比理論上難得多。載人探測飛船的隔熱層最多可修復並重複使用10次，從而延長了飛船的設計壽命。
5、空間更大，能攜帶4到6位太空人，而阿波羅飛船最多只能承載3名太空人。
6、裝備有太陽能電池板，這將大大減少使用燃料電池和普通電池。
7、既能像阿波羅飛船一樣降落於水中，也能依靠降落傘在乾燥的沙漠地區著陸。
8.由高科技合成材料製成，重量顯著降低，而具有強大處理能力的電腦令它的“大腦”更發達。
著陸方式
獵戶座的著陸路方式則被設計為在陸地上著陸，而不是在海上著陸。採用這類著陸方式還包括俄國的聯盟號飛船，以及中國的神舟號飛船。不過在緊急情況下，它也可以在水上著陸。目前已選定的可用著陸點包括加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地，內華達州的卡森平原，以及華盛頓州的摩西湖市。在西部海岸選擇找陸點可以讓大部分的著陸路徑在太平洋上空，從而避開了人口密集的地區。
8研發背景編輯太空梭是一項科技奇蹟，但機群卻在不斷老化，其運行成本也在不斷飈升。哥倫比亞號太空梭因泡沫絕緣材料問題導致的事故，更是引發了公眾對於太空梭安全性的懷疑。從設計思想上來說，太空梭的重複使用、貨運和載人任務結合、航空與航天任務結合這些特點，從根本上導致了航天成本和系統複雜性的提升，並間接限制了太空梭的安全性和使用效率。為此NASA中止了所有太空梭的飛行任務。NASA需要一種飛行器，以便將太空人和載運物送往地球軌道、月球和火星。為開展未來的太空探索活動，NASA正在設計一種新型飛行器。
歷史沿革
正在執行任務的構想圖製造獵戶座飛船的部分原因是哥倫比亞號太空梭災難和之後的哥倫比亞號事故調查委員會的調查報告，以及白宮對美國航天載人航天任務現存問題的反思。它完全替代了還在概念階段的軌道空間飛機（OrbitalSpacePlane，OPS），後者是之前X-33試驗機計畫失敗後被提出來作為太空梭的頂替方案。在美國國家航空航天局前局長肖恩·奧基夫卸任後，該局的採購計畫和策略發生了如上所述的重大變化。
2004年7月，麥可·格里芬被任命為航天局局長之前，他以組長之一的身份參與了一個行星學會的研究“將人類送至更遠的太陽系空間”，該研究為星座計畫提供了一個可負擔且可實現的實施策略，因此可以從中探知未來獵戶座相關計畫的可能發展方向。由於格里芬是該研究的其中一個組長，因此可以推斷他認同該研究的結論。而在他當上局長後也以實際行動支持達成該計畫的目標。載人探索飛行器的原始策略後來出現了若干修改，這在美國國家航空航天局探索系統架構研究中進行了相關說明。
根據執行概述，該研究制定了一個“分階段將人類探索範圍延伸至低地球軌道空間以外的方法”，並具體建議分為如下三個階段：
階段一：“將重心放在開發新一代載人探索飛行器（CEV），完成國際空間站，以及退役過時的太空梭之上。其中，在完成了國際空間站美國艙核心之後（大約需要6到7次的飛行任務），以及滿足其它合作成員對完成國際空間站的需求所必須提供的最少附加分型任務之後，太空梭將會儘快退役。太空梭退役將會導致美國低軌道載人航天能力的缺失，而於此同時，退役所節省出來的資金，將用來加快新一代飛行器的開發計畫，以儘可能減少甚至消除這一空缺時間。”
階段二：“必須開發更多附加組件，包括提高運載系統的功率以適應需要飛行數月的行星際載人航天探索擴展任務；以及居住艙、實驗艙、燃料模組和推進模組，以適應將人類用送至月球、火星、拉格朗日點和某些近地小行星附近的目標。”
階段三：“載人行星著陸器的開發將在本階段完成，以允許實施人類登入月球，進而於2010年登入火星的任務。”
2005年9月19日，相關的研究結果在新聞發布會上公布。該研究建議2014年開始進行獵戶座的載人飛行任務，並認同採用月球軌道集合的方法登入月球。其中，低地球軌道版本的獵戶座飛船，則可以將4到6人運至國際空間站，而登月版本則可以承載4人，登入火星的版本可以承載6人。與此同時，還會發展一型類似於俄國進步號飛船的無人貨運飛船版本。
2006年7月下旬，美國航天局的第二次設計評審，導致了飛船設計的重大變化。起初，美國國家航空航天局想使用液體甲烷(LCH4)作為獵戶座飛船（SM）的燃料，但是因為氧氣/甲烷動力的火箭技術還不成熟，並且需要在2012年發射獵戶座飛船，其在2006年七月下旬批准換成了自燃式推進器。該替換使得美國國家航空航天局能在2011年前對獵戶座飛船和戰神I號火箭進行安全評估，並且能夠填補將於2010年退役的太空梭和第一次獵戶座飛船的載人飛行之間潛在的空缺。
2006年9月，美國國家航空航天局選定洛克希德·馬丁為獵戶座的契約商，後者同時也是當前擎天神五號運載火箭外掛燃料箱的契約商。
2007年4月20日，美國國家航空航天局和波音公司簽訂了獵戶座飛船契約的一項修改。更新後的契約延長了獵戶座飛船計畫2年設計時間，加入了2次獵戶座飛船發射中斷系統的飛行測試，並且刪除了能對國際空間運送密封貨物的原始設計。
2007年5月《太空日報和防禦報導》中的一片文章指出，被稱為結構“606”的獵戶座飛船登月艙的最新設計修訂本中，服務模組會有一個外部的面板，其會在戰神一號運載火箭火箭的第二次點火階段後不久就脫落。相比之前的結構“605”，這項設計會節省1000磅的重量。
2007年8月5日，一份報告稱安全氣囊著陸系統從下一輪獵戶座飛船的設計（代號607）中移除了，其考慮到節省總重量，改成在任務結束時使用阿波羅形式的返回艙。
2009年9月8日，歐巴馬政府委託載人航天計畫委員會發布了有關多個美國政府載人航天計畫的長期規劃檢討簡報。其中需要實現的多個目標包括：對國際空間站的支持，低地球軌道以外空間（包括月球）的任務進展，以及商業空間工業的利用情況等。這些目標必須在有限的預算內實現。
這份檢討簡報中需要考慮的參數包括“人員及任務的安全性、生命周期成本、開發時間、對國內空間產業根基的衝擊、促進創新鼓勵競爭的潛力、從當前載人航天飛行系統過渡到未來系統所產生的影響和衝擊”。此外還會考慮到研究及開發量的估算，以及“為支持各種載人航天飛行活動所需要的輔助機器人活動”，並探討2016年之後延長國際空間站運作時間的各種選項。
2010年按計畫，美國宇航局太空梭將全部退役，新一代載人航天系統“獵戶座”飛船將於2015年服役。“獵戶座”飛船將擔負美國人重返月球和載人探索火星的重任。登月任務的開發計畫太空梭退役後立即開始提速。其中的月球表面登入模組（登月艙）以及重型起飛推進器會同時並行開發，並且在2018年即進入可以執行任務的狀態，並最終於2020年在月球表面著陸。2017年5月，美國國家航空航天局(NASA)有關負責人召開的媒體電話會議上表示，由重型火箭——太空發射系統(SLS)和“獵戶座”(Orion)太空飛行器首次合作的“探索使命”第一階段任務(EM-1)，將不會改變首飛不載人的原定方案，且發射時間推遲到2019年。
試飛計畫
2014年之前，美國國家航空航天局計畫獵戶座飛船的首次飛行，屆時太空人將乘坐它飛往國際空間站，接下來在2020年之前，將首次執行飛往月球的任務。隨後，美國將改進獵戶座飛船和推力更大的運載火箭實現火星登入，並飛往更遙遠的太空。
2014年8月6日，NASA已與美國海軍合作完成了對“獵戶座”飛船的第二次濺落回收測試。2013年8月13日，美國海軍船塢登入艦阿靈頓號（LPD24）搭載著美國宇航局的“獵戶座”飛船返回艙在諾福克軍港進行了著陸回收測試。美國宇航局正與美國海軍密切合作，以研究“獵戶座”返回艙在返回地球落入大海後的回收步驟。
2014年12月，“獵戶座”飛船將於進行首次無人飛行，在任務結束後將以32000千米/時的速度返回地球，在大氣層中經受近4000華攝氏度的高溫，最後墜落在太平洋上。飛船回收團隊針對這些情況，對“獵戶座”的回收進行了測試。之後美國海軍船隻在潛水員協助下，迅速駛進該海域打撈出飛船。
研發成本
獵戶座飛船的組件結構圖2005年，布希總統在財年要求的預算中，包括該載人探索飛行器的星座計畫的預算。
2006財年的預算要求為7.53億美元，用於繼續開發載獵戶座飛船。而依照截至2005年的開發情況看，其總預算估計為150億美元。
2006年8月31日，洛克希德·馬丁獲得了獵戶座計畫契約中最初的“時間表A”部分，該部分價值39億美元，將持續執行至2013年。契約中更多可選開發的“時間表B”部分，則可能價值高至35億美元。
雖然迄今為止該計畫得到了充分的資金保障以及眾議院的支持，仍然存在太空梭復飛計畫成本升高導致的投入獵戶座開發的資金出現極端困難的可能性。關於這個問題，也曾經討論過是尋求國會提供太空梭額外開銷的特殊資金，還是讓私人企業參與到獵戶座的開發和運作中。
到2025年為止，不考慮通貨膨脹因素，以及給美國國家航天局增加的額外預算，預計的總預算額為2100億美元。而空間探索系統架構研究對截至2025年的總成本的估算為2170億美元，比預算僅多出70億美元。實際的最終成本可能會比這個估計更低，因為這個估算包括了為發射獵戶座的運載火箭中的地球出發級開發全新的引擎，而實際上可能會採用J-2引擎的衍生型號。白宮的奧古斯丁委員會預計，在獵戶座及戰神一號開發完畢之後，還會發生每次發射近10億美元的成本。
其他型號
戰神系列火箭新發動機
美國宇航局新一代載人航天系統“獵戶座”被稱為“吃了類固醇的阿波羅”，因為它與美國航天項目初期的阿波羅飛船十分相似。這種相似並不是都在表面；“戰神1號”和“戰神5號”運載火箭的上面級由J-2發動機的改進型驅動。J-2發動機曾是“阿波羅”項目“土星1號”和“土星5號”的動力系統。在這張照片中，稱為J-2X的新發動機核心組件準備在位於密西西比州聖路易灣市附近的美宇航局斯坦尼斯航天中心進行測試。
獵戶座飛船
“星座”計畫中的“獵戶座”飛船外觀看上去同阿波羅飛船一樣，但實際上前者比後者大的多。飛赴月球的“阿波羅”飛船攜帶3名太空人，“獵戶座”飛船則可以裝載6名太空人。在這張照片中，“獵戶座”飛船模型正被運到維吉尼亞州漢普頓市美宇航局蘭利研究中心的飛機庫。
“戰神”火箭末級模型
戰神”火箭將於明年進行首次試飛。這次試飛代號為“戰神I-X”，將涉及“戰神”火箭的末級模型。在這張照片中，美宇航局格倫研究中心的技術人員正在調試“戰神”火箭的末級模型片斷。
“戰神”火箭末級模擬器片段
美宇航局甘迺迪航天中心飛行器裝配大樓裡面的“末級模擬器”片段，它們將用在定於明年進行的“戰神I-X”試飛中。按照初步計畫，“戰神1號”火箭將會把太空人送入國際空間站，而“戰神5號”則承擔著將太空人和設備送上月球、近地小行星甚至是火星的重任。
戰神1號
“戰神1號”有一個逃逸塔，一旦出現緊急情況，逃逸塔會把“獵戶座”飛船同“戰神”火箭脫離，這樣，發射任務也就流產。在這張照片中，美國武器與航天系統公司AlliantTechsystems的技術人員正在猶他州普瑞蒙特瑞試驗支架上檢查一個應急分離火箭發動機。
“戰神5號”火箭模型風洞測試
“戰神5號”火箭比當前的太空梭高出一截，將使用液態燃料發動機和兩個固體火箭發動機，這一配置同太空梭相似。在這張照片中，技術人員正在位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾航天中心進行“戰神5號”火箭模型的風洞測試。測試結果表明零部件周圍的氣流是聲音速度的4.5倍。
“戰神5號”兩級火箭分離
在這張概念設計圖中，“戰神5號”重型火箭的第一級和第二級在發射後分離。照片是根據阿波羅計畫早期照片和影片繪製的。
獵戶座飛船試飛
這張概念設計圖顯示的是試飛失敗後的“獵戶座”飛船，兩個降落傘緩緩把“獵戶座”降至新墨西哥州白沙飛彈試驗場，“獵戶座”飛船的試飛可能在此進行。
9.獵戶座飛船氣囊系統
隨著“星座”計畫從概念走向開發階段，美宇航局因為預算和物理學等因素被迫作出許多改變。根據最初的計畫，“獵戶座”飛船將返回地球，在陸地著陸，就像俄羅斯“聯盟”號飛船一樣。但是，返航著陸所需要的氣囊系統的重量對“獵戶座”飛船是個巨大負擔，所以，美宇航局現正在集中研究實施類似阿波羅飛船那樣的海上濺落。
獵鷹1號
隨著美宇航局太空梭退役日期日益臨近，如何將太空人和設備送入國際空間站變得愈加緊迫。屆時，俄羅斯“聯盟”號飛船將是載送人員往返於國際空間站的唯一飛行器，歐洲航天局一直在開發貨運飛船，日本航天機構也啟動了這方面的研究計畫。美宇航局還將依賴於兩個私營公司向太空運送貨物，它們分別是總部設在加州霍桑的空間探索技術公司(簡稱SpaceX)和總部設在維吉尼亞州杜勒斯的軌道科學公司。這張示意圖是空間探索技術公司發射“獵鷹1號”的演示飛行。“獵鷹1號”為單引擎火箭，是9個引擎的火箭“獵鷹9號”雛形，將用於向國際空間站運送貨物。
獵鷹9號
空間探索技術公司在德克薩斯州麥格雷戈測試9個引擎的發射系統“獵鷹9號”。該公司計畫在2009年從佛羅里達州首次試射“獵鷹9號”火箭。空間探索技術公司還希望通過“獵鷹9號”火箭將太空人送入國際空間站，但美宇航局並未與該公司簽署資助其開發人員運輸能力的協定。
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