重返月球的星座計畫
20世紀60年代，阿波羅計畫震驚世人，21世紀美國重樹奔月雄心，充滿勇氣和智慧的星座計畫為人類再次登月量身打造，取名為希臘戰神的“阿瑞斯”火箭將高聳入雲，奧利安飛船力圖揚長避短，登月器決心舊貌換新顏，這一切都只為了一個目標——重返月球！星座計畫提出
2004年1月14日美國總統布希發表演說，計畫2015年到2020年重返月球並建立基地，為下一步載人登入火星甚至更遠的星球作準備。為了實現這一目標，2005年9月NASA拋出了星座計畫(Constellation Program)。NASA星座計畫歷時13年，耗資1040億美元，目標是在2018年前、最遲2020年重返月球。按照通貨膨脹率折算，該計畫投資僅相當於當年阿波羅登月計畫費用的55%。
星座計畫三大支柱
火箭、飛船、登月器在“阿波羅”登月和太空梭等技術的基礎上，星座計畫將研製開發出新型運載火箭系列[阿瑞斯I(即Ares I，戰神I號，下文出現的阿瑞斯全部為戰神的另一版本叫法)乘員運載火箭、阿瑞斯（戰神）V貨物運載火箭]、奧利安乘員探索飛行器和登月器。
運載火箭系列：人貨分離
重返月球，首先需要解決運輸工具問題。NASA用於重返月球的火箭名為阿瑞斯，是一個與火星有關的希臘戰神的名字。阿瑞斯系列火箭可用於重返月球、登入火星甚至更遠星球。
登月發射裝置將由5個太空梭的主引擎和大型推進火箭組成。火箭高達40層樓，其載重量能達到125噸，幾乎可以和土星5號媲美。每次發射的費用為5.4億美元，和太空梭執行一次升空任務的費用相當。
阿瑞斯I號是乘員運載火箭，是採用太空梭固體火箭助推器派生出的單級五段固體火箭，並採用阿波羅第二級曾用過的J-2發動機派生的J-2X液氫液氧發動機，可以將2.5噸的有效載荷送入低地球軌道。
阿瑞斯V號是貨物運載火箭，使用5台太空梭RS-68液氧液氫發動機，第一級採用兩枚5段固體火箭助推器，液氧液氫核芯級，上面級同樣採用J-2X發動機，可以將106噸有效載荷送入低地球軌道，還能將貨艙和部件送入登月、登火所需的軌道。載人登月時它的第二級在上升段點火可作為地球逃逸級與CEV對接。
奧利安飛船：太空梭的接班人
NASA乘員探索飛行器(CEV)並不是單獨為登月任務設計的，它還肩負著取代太空梭的重任。CEV的設計安全指標是太空梭的10倍，最多可運輸6名航天員或3493千克貨物往返空間站，實施登月任務最多可運載4名航天員，還可以執行登入火星的任務。
通過兩家公司競爭，2006年8月22日NASA宣布新型CEV名為奧利安，隨後選擇了洛克希德·馬丁公司為主承包商建造奧利安乘員飛船作為美國下一代運輸工具，載人首飛時間計畫不晚於2014年，但也很難提前到2012年，載人登月首飛不晚於2020年。隨著太空梭2010年的全部退役，這將意味著美國將出現至少2年內無載人太空飛行器可用的尷尬局面。
登月器：可載4名航天員
除了NASA乘員探索飛行器（CEV），航天員還需要登入器來登入月球。登入器的主要作用是幫助CEV往返於月球軌道和月球表面。它的構造也大致和阿波羅號一樣，由下降級和上升級兩大基本部分組成，由液氧、液氫推進，下降級是一個裝載有火箭引擎的4腳登入架，在離開月球時，用做航天員間隔間登入器的上升級將與下降級分離，把航天員帶回月球軌道。新型登入器可載一個4人的乘組往返並在月球表面停留7天，並在任意時間返回地球。不僅如此，它還能夠載入21噸的指定貨物，有氣閘艙可進行表面活動。相比而言，阿波羅號的登入器只能容納兩名航天員。
星座計畫實施方案
登月八步走上個世紀60年代，航天工程師們在策劃首次登月時遇到的最大的技術難題就是如何在月球上著陸。最終，確定採用月球軌道會合方案：探月航天員和需要的所有設備將被一枚土星5號火箭送上太空。離開地球軌道後，火箭第三級將朝月球飛去。進入月球軌道後，阿波羅號的指令艙和服務艙與登入器進行分離。兩名航天員將乘坐登入器登入月球表面，一名航天員留守指令艙。登入器返回月球軌道後，將與指令艙結合，載著航天員返回地球。
40年後，NASA的工程師也遇到了類似的選擇，新的登月步驟大致上和阿波羅登月程式一致，但由於重返月球需要攜帶更多的航天員和科學設備，其中又加入一些新的方案。
新的登月之旅中，一枚推進力強大的火箭將把登入器和載貨艙送上太空，之後另一枚較小的火箭再把CEV送上太空，分別進入地球軌道後，CEV將與登入器和載貨艙結合成一體。之後，剩下的過程就大體和阿波羅號登月一樣。4名航天員將乘坐登入器登入月球，一個星期後，登入器將離開月球表面，再次和等待在月球軌道上的CEV會合，返回地球。進入大氣層之前，原本結合在一起的指令艙將拋棄服務艙，穿過大氣層後，它將利用降落傘在陸地上著陸。如果情況緊急，它也能在水上降落。
登月任務將按照以下八個步驟進行：
第一步，把登入器和CEV分別發射到地球軌道上。
第二步，航天員將乘坐新型飛船CEV發射進入地球軌道。
第三步，CEV將在地球軌道內和登入器、“地球逃逸級”進行對接，並運載4名航天員往返月球。
第四步，“地球逃逸級”點火，將CEV和“貨船”送往月球軌道。
第五步，4名航天員乘坐登入器登入月球表面，而CEV則停留在月球軌道上；
第六步，航天員利用“貨船”帶去的23噸重地球原料，在月球表面建設月球基地，航天員將在月球上呆上一周時間，然後乘坐登入器的上升器飛離月球。
第七步，航天員乘CEV返回地球。
第八步，返回太空艙將在美國西部的3個地點之一通過傘降返回地面。
後登月時代
美國計畫在2018年派送4名航天員重新登入月球，在月球南極建立包括生活區和發電廠和通訊系統在內的月球基地。第一批探險者將在月球上尋找燃料和水等寶貴的生活資源。科學家認為，再次登上月球的價值不僅在於讓人類進一步掌握月球的起源與地球的關係，更重要的則是以月球為跳板，探索離我們更遠的星球，因此建造月球基地將是登月的最終目的。
NASA建議，從2018年開始，美國每年至少會進行兩次登月任務，先遣的航天員將利用月球上一切可利用的資源，建造一個月球基地。基地就像目前在各國建在南極的科考站一樣，將包括生活區、電站和通訊系統。有了固定基地以後，航天員便可以進行長期試驗，涉及的領域包括太空生物學、地理學、天文學和物理學等。還有一些研究會探索人類身體對低重力、高強度太陽輻射等外太空環境的反應。
目前，科學家已經找到了建造月球基地的首選理想地點——位於月球南極附近的沙克爾頓環形山。環形山的邊緣有80%的時間處於陽光的照射之下。距離該處只有10千米的位置還有兩個區域，總共有98%的時間處於陽光的照射之下。科學家的構想是把生產電力的太陽能設施放置在陽光充足的區域，並通過微波或電纜與之相連。這樣，位於沙克爾頓環形山邊緣的區域就可以得到幾乎源源不斷的太陽能供應。
科學家還猜測，沙克爾頓環形山一帶有較高濃度的氫元素儲備，而氫是太空探測的主要燃料之一。同時在環形山內部的一些永久性陰影區可能藏有常年不化的冰。冰不僅可以滿足月球定居者的飲用水需要，還可以為太空飛船生產燃料。藉助這些月球本身的資源，航天員能夠建造發電、通訊和導航系統，當然還包括人類探索月球先驅的住所。可能被選作建造基地的地點還包括月球北極、月球背面的三處地點以及阿波羅號在1969年著陸的靜海。
月球基地必須擁有檢測月球物質、基地成員健康狀況和生活食品的試驗艙，一個生活艙，一個不加壓的儲藏艙，一個加工月球物質的小型化工廠，一個帶觀測室和氣閘門的連線艙以便航天員出入月球表面，以及兩輛月球探險車。航天員將駕駛探險車在月球貧瘠的表面尋找燃料和水。長期駐紮在月球基地的成員應當包括指令長、機械師、機械技師、醫生、地質學家、化學家和生物學家。基地成員每兩個月輪換一次。每次大約更換3到4名工作人員。
利用化工廠生產的產品和建築材料，航天員能將其擴建成為人類飛往火星的基地，將實驗室建設成為年產10萬噸產品生產能力的月球基地，當然，要實現後面的步驟則可能是下個世紀的事了。
