スペース・ローンチ・システム
設計と開発
2010年NASA認可法案では、アレスIとアレスV型の機体設計を、有人用と貨物用とに使用できる単一の打ち上げ機へ変容させることを想定していた。これは時が過ぎるにつれてより強力なものへとアップグレードされることになっている。この時点での計画は以下の通りであった。上段部分を除去した第1段部分の当初の能力は、70t（ブロック0形態。SSME派生型第1段エンジン3機および部分的に燃料を充填された第1段部分）から100t（ブロックI形態。エンジン4機および完全に燃料を充填された第1段部分）を地球の低軌道（LEO）に送り込み、低軌道より彼方への任務に備えるものとなる。地球離脱ステージを上段に搭載し、5基にエンジンを増加した場合の打ち上げ能力の総量は130tに達しており、これは今までに作られた中でも最も強力なロケットになる。
2011年9月14日、NASAは新規打ち上げシステム用に選ばれた設計案を公表し、これは当局の宇宙飛行士を、従来に増して宇宙の遠い場所へ運ぶことができ、また将来におけるアメリカ人の宇宙探査活動のための基礎を提供すると明言した。この発表以来、打ち上げ機には4つの型式が出現した。ブロック0、I、IA、そしてIIである。各形態には異なる第1段、ブースター、そして第2段が利用される。少数の機器にはスペースシャトルで開発された装置が直接受け継がれており、また他のものはSLS用として特別に開発された。後期の型式では5機のRS-25Eエンジンと強化されたブースターを採用し、また直径8.4mの第2段ステージには3機のJ-2Xエンジンが用いられた。
5m級のフェアリングは10mもしくはそれ以上の長さを持ち、深宇宙任務のための重量級搭載物を収容できると考えられている。最初のブロックIの2段型では70,000kgから77,000kgの打ち上げ能力を有し、また提案にあるブロックIIの最後期型は、サターンV型ロケットの原型機と同様の打ち上げ能力および全高を持つ。2011年11月、NASAは風洞試験のための5種のロケット形態を選出し、3種の低軌道級を描いた。70t、95t、そして140t級である。
2011年5月24日、NASAはコンステレーション計画で行われていたオリオン宇宙船の開発が、多目的有人機（Multi-Purpose Crew Vehicle 、MPCV）として続行されると公表した。
ブースター
第1段に搭載されたエンジンが発生する出力に加えて、
第1段ロケットで飛行する最初の2分間のために、2基のブースターロケットが第1段ロケットの両側面へ追加装備される。初期の形態（ブロック0とI）のSLSでは改修型のスペースシャトル固体燃料補助ロケット（SRB）を使用し、この形態では各々4セグメントから5セグメントと決定されている。これらのブースターは回収されるものではなく、飛行軌道に沿って大西洋に沈むものとされている。ブロックIAおよびブロックII形態用のブースターは改良されたブースターの中から選ばれ、さらにアップグレードされたブースターが用いられる。このブースターは固体燃料または液体燃料タイプのものになる可能性がある。
スペースシャトル用のSRBを製造しているATK社は、ブロック0およびIで使用されるであろう5段式のブースターの、フルスケールかつ全行程の静的試験3件を終了した。モーターの開発（DM-1）は2009年9月10日の試験に成功した。DM-2は2010年8月31日、DM-3は2011年9月8日であった。DM-2用のモーターは中心温度が華氏40度（摂氏4度）に冷却され、DM-3用のモーターは華氏90度以上（摂氏32度以上）に加温された。他の目的に加え、これらの試験ではこうしたモーターの最大の温度での性能が確認された。
2011年6月17日、エアロジェット社は推力が海面高度で2.2MNに増強されたNK-33エンジンの国内版を開発・生産するため、テレダイン・ブラウン社との戦略的な提携を発表した。このブースターはSLS打ち上げ機用のシャトル派生型固体燃料ブースターと対抗し、競争するものである。
組み立てられたロケット
発射前のSLSは、発射中止や発射の遅延のために、最小で13回のタンク注入サイクルを容認する能力を持つ。組み立てられたロケットは最短で180日間発射台に据え続けることができ、待機の形態では解体する必要なしに、少なくとも200日は据え続ける事ができる。
計画の経費
2011年9月、上院とNASAの共同で行われたプレゼンテーションにおいて、SLSプログラムでは2017年までを通じて180億ドルの開発経費を計画したことが明確に示された。うち100億ドルがSLSロケット用、60億ドルがオリオン多目的有人機用、また20億ドルがケネディ宇宙センターの発射台ほか施設のアップグレード用である。こうした経費と予定は、ブーズ・アレン・ハミルトン社によれば楽観的と考えられている。この企業はNASAのために独自の経費評価を実施した。非公式なNASAの文書では、2025年までの計画の経費につき、4基の70tロケット（2017年に無人で1機、2021年に有人で3機を開始）を発射するために総額で410億ドルかかり、130t型は2030年より早く準備されないとも見積もっている。またHEFTでは、ブロック0のユニットコストに16億ドルが必要だったと推定している。
NASAのSLS代表計画マネージャーであるジョディ・シンガーは、アラバマ州ハンツビルにあるマーシャル宇宙飛行センターに所属している。彼は発射能力上、経費への比較的少ない依存により、SLSの経費目標としては発射ごとに5億ドルが手頃であることを示唆した。
批判
SLSの批判は、他の宇宙計画の領域からの、共食いをしているという主張を含み、いくつかの領域に投げかけられている。スペース・アクセス・ソサエティ、宇宙フロンティア財団、また惑星協会といった機関は、SLS取り消しの議論を要求した。これはSLSが、NASAの予算から他の計画のための資金も浪費し、また発射にかかる経費と重量の比率を減らすこともできないという内容のものである。いくつかの見積もりでは、低軌道への重量と経費の比率は約8500ドルとしている。アメリカ合衆国下院議員ダナ・ローラバッカー（共和党員・カリフォルニア46区）および他の人々は、これに替わって推進剤デポ（宇宙空間に待機させる推進剤補給所）が開発されねばならないと付け加え、また民間宇宙飛行計画が促進された。2つの研究、公的にNASAから提出されたものではない研究と、他にもう一つジョージア工業大学の研究が、可能的でより安価な選択肢として示されている。
他の提案は、既存のロケットを採用するか（アトラス V、デルタ IV、ファルコン9）、または提案済みのファルコンヘビーという派生型ロケットを軌道上の組立に用い、また必要に応じて燃料を再補給するものである。これにより全設計の競争もなく、新規に宇宙探査用の打ち上げ機を開発するよりもむしろ経費が安価になると予測するものである。火星協会の創設者であるロバート・ズブリンは、大型打ち上げ機体の、固定価格の提案要望につき、50億ドルで開発されるべきであると提案し、またスペースX社のCEOであるイーロン・マスクは、彼の企業が1機を25億ドルで建造できることを述べた。
オーガスティン委員会はより安価な運用経費での選択肢として商業用75t級打ち上げ機を提案し、また40tから60tの打ち上げ機は探査の補助ができるとした。
トム・マクリントック代表（共和党、カリフォルニア4区）と他のグループは、議会の命令がNASAに対し、SLSの装備用にスペースシャトルの装置を使うよう強制していると主張した。結果、事実上非競争で、単一のソースにより既存のシャトル製造企業に契約の保証が要求されるものになっており、彼らは米国会計検査院（GAO）に対し、契約における競争法（CICA）に違反する可能性を調べるよう要求した。
2011年9月、コンペティティブ・スペース・タスクフォース（直訳すると宇宙競争専門委員会）は、政府の新規打ち上げ機はNASAの憲章、宇宙法を直接侵犯するものであるとし、また、1998年の商業宇宙法はNASAに、「商業的な提供者の完全に為し得る契約」、そして、「宇宙の完全な商業利用の、現存する最も大きな可能性を追求し、促進すること」を実行するよう要求していると述べた。