תוכנית קונסטליישן

תוכנית קונסטליישן (באנגלית: Constellation program) הייתה תוכנית של סוכנות החלל האמריקאית נאס"א לחקר מאויש של החלל. המטרה הראשית של התוכנית הייתה להנחית אסטרונאוטים על הירח, להקים עליו בסיס קבע, ובהמשך לבצע משימות מאוישות לכוכב הלכת מאדים. התוכנית הייתה יוזמה של נשיא ארצות הברית לשעבר ג'ורג' ווקר בוש משנת 2004, ומטרתה בין השאר חלופה לתוכנית מעבורות החלל לאחר שיקורקעו. ב־1 בפברואר 2010 התפרסמה הצעת התקציב של נאס"א לשנת הכספים 2011, שבישרה על ביטולה המוחלט של התוכנית.

תוכנית קונסטליישן כללה פיתוח של חללית מרכזית חדשה, אוריון, ופיתוח החללית אלטאיר שתנחית את האסטרונאוטים על הירח. בנוסף, התוכנית כללה פיתוח של שני טילי שיגור חדשים לחלל. הראשון, ארס 1, היה אמור לשגר את החללית אוריון המאוישת והשני, ארס 5, את החללית אלטאיר והמטען הלא־מאויש.

החללית אוריון, הליבה של תוכנית קונסטליישן, תוכננה לביצוע משימות מגוונות, בהן משימות להחלפת צוותים ולחידוש אספקה לתחנת החלל הבינלאומית (המשימות של מעבורות החלל), משימות מאוישות לירח ובעתיד למשימות מאוישות למאדים ואף לאסטרואידים. הטכנולוגיה של החללית אוריון מבוססת על מערכות שתוכננו במקור עבור מעבורות החלל האמריקאיות, ועיצובה מבוסס על חלליות אפולו משנות ה־60.

בשנת 2009 התקיים ויכוח בין אלו שטענו כי יש לשנות ואף לבטל את תוכנית קונסטליישן, לבין אלו שתמכו בה במתכונתה הנוכחית. בנוסף לכך, ועדה שבדקה בעבר את התוכנית, הגיעה למסקנה כי בתקציבה הנוכחי, לא ניתן יהיה לעמוד בלוח הזמנים שנקבע לתוכנית. ממשלו של ברק אובמה הכריע ב־1 בפברואר 2011, והחליט לבטל את התוכנית.

היסטוריה
הרעיון לתכנון תוכנית חדשה לחקר החלל הושפע רבות מאסון מעבורת החלל קולומביה, שגרם לרבים לבקר את תוכנית החלל של ארצות הברית. תוכנית קונסטליישן הוצגה ב־14 בינואר 2004 בנאומו של נשיא ארצות הברית דאז, ג'ורג' בוש, שבו הוא הציג את החזון לחקר החלל, שהיווה את הבסיס לתוכנית קונסטליישן.

החללית אוריון

החללית אוריון, הידועה גם בשמה הקודם "Crew Exploration Vehicle" או בקיצור CEV, תורכב משני חלקים עיקריים:
 תא נוסעים הדומה בצורתו לזה שהיה בשימוש בתוכנית אפולו, אך לעומת תא הנוסעים של תוכנית אפולו, שיכל להכיל רק 3 אסטרונאוטים, תא הנוסעים הנוכחי יוכל להכיל בין 4 ל־6 אסטרונאוטים. במצבי חירום, תא הנוסעים יוכל לנטוש את החללית אוריון ואת טיל השיגור ארס 1 בזמן שיגורה של אוריון לחלל, וזאת באמצעות מערכת ביטול השיגור (LAS). תא הנוסעים מתוכנן לשימוש רב־פעמי של 10 טיסות, לעומת שאר חלקי החללית אוריון שיהיו חד־פעמיים, דבר שיאפשר לנאס"א לבנות צי של תאי נוסעים של חלליות אוריון.
 תא השירות, בעל צורה גלילית, שיכיל את מערכות ההנעה של החללית ואת הציוד ואספקת המזון לצוות האסטרונאוטים. מערכת ההנעה בתא השירות תשתמש במנוע AJ-10 שמבוסס על המנוע של השלב השני של טיל השיגור דלתא 2. בנוסף, לחללית יהיו מאיצי תמרון שיאפשרו לה לבצע תמרונים שונים ושינויי כיוון בחלל. לפי נאס"א, אם תהייה תקלה במנוע ה־AJ-10 בזמן החזרה לכדור הארץ מן הירח, יוכלו מאיצי התמרון להחליפו.

נאס"א מתכננת לבנות שלושה דגמים שונים לחללית אוריון. דגם 1 מיועד לשימוש במשימות תחזוקה והחלפת צוותים בתחנת החלל הבינלאומית, ואילו דגמים 2 ו־3 של החללית אוריון מיועדים לשימוש במשימות מאוישות לחקר החלל העמוק (דהיינו לירח למאדים ולאסטרואידים).

החללית אלטאיר

החללית אלטאיר (באנגלית: Altair), הידועה גם בכינויה הקודם LSAM) Lunar Surface Access Module),
היא נחתת הירח שתכננה נאס"א ותפקידה העיקרי היה להנחית את צוות האסטרונאוטים על הירח ולשגרם בחזרה לחללית אוריון, שתחכה לאסטרונאוטים במסלול סביב הירח.

מבנה החללית
החללית אלטאיר דומה במבנה הכללי שלה לחללית הנחיתה שבה השתמשו במסגרת תוכנית אפולו, אולם היא גדולה הרבה יותר. החללית מורכבת משני חלקים עיקריים:
 שלב הנחיתה על הירח, המכיל את מרבית הדלק שהחללית נושאת, מערכות אספקת כוח, וחמצן הדרוש לצוות.
 שלב ההמראה מהירח, הכולל את יחידת המגורים של הצוות בעת השהייה על קרקע הירח, כולל מערכות קיום חיים, מנוע להמראה מהירח למסלול סביבו, דלק וחמצן למנוע ההמראה, ומערכת של מנועים רקטיים קטנים לתמרון.
אלטאיר מסוגלת להכיל עד ארבעה אסטרונאוטים, בהשוואה לשניים בלבד בתוכנית אפולו. יתר על כן, בעוד שבנחיתות לירח שבוצעו במסגרת תוכנית אפולו נותר אסטרונאוט יחיד בחללית הפיקוד שהקיפה את הירח, והמתין לשובם של האסטרונאוטים שנחתו, הרי שבחללית אלטאיר אמור להגיע אל פני השטח של הירח כל הצוות, בהותירו את החללית "אוריון" במסלול חנייה סביב הירח כשעל סיפונה אין אסטרונאוט כלל. השליטה בחללית תיעשה באמצעות מרכז הבקרה שעל כדור הארץ, וכן יסתמכו האסטרונאוטים על מערכות בקרה וניטור מתקדמות.

לחללית אלטאיר יהיו שני פתחים – אחד החלק העליון של תא הצוות, שישמש לחיבור ומעבר אל החללית אוריון וממנה, ופתח נוסף, בו יעשה שימוש בעת יציאת הצוות אל הירח וחזרתו למנוחה אל תא הצוות. גודלה של החללית יאפשר בנייתו של מנעל אוויר, (Air lock) בדומה לזה המותקן במעבורת החלל האמריקנית או בתחנת החלל הבינלאומית. מנעל אוויר זה יאפשר עבודה נוחה בתוך החללית, ללא צורך בחליפות חלל מסורבלות.

מנעל האוויר יקטין במידה רבה את חשיפת אנשי הצוות לאבק הירח, שהתגלה כגורם מטריד בעת תוכנית אפולו, והוא אף מהווה סיכון בריאותי בעת נשימתו. יתרון נוסף של מנעל אוויר בחללית זו יוכל להתגלות בעת חירום – כאשר אסטרונאוט המצוי בפעילות מחוץ לחללית יידרש לחזור אליה בגלל תקלה בחליפה, הוא יוכל לעשות כן במהירות, מבלי שאנשי צוות המצויים אותה עת בתוך החללית יצטרכו ללבוש אף הם את חליפות החלל שלהם.
בתוך תא הצוות יותקנו שירותים, הדומים לאלה של החללית הרוסית סויוז, מטבחון שבו יוכלו האסטרונאוטים גם לחמם את מזונם, מד טווח לייזר להערכת גובה החללית בעת הנחיתה (וגיבוי מכ"מי למכשיר זה), "גלאס קוקפיט" – משטחי בקרה המשלבים צגי מגע צבעוניים ורב תכליתיים, ומערכת מחשב המבוססת על המערכת שתותקן במטוסי בואינג 787, המסוגלת להיתוך נתונים והצגתם באופן יעיל וידידותי למשתמש. מערכת הבקרה של החללית תהיה זהה לזו המותקנת בחללית "אוריון", דבר שיקל על הצוות ואף יחסוך את הצורך בהקמת מערכי הדמיה נפרדים לאימון האסטרונאוטים על כדור הארץ.

מנועים
החללית אלטאיר תשתמש בדלק קריוגני לשלב הנחיתה על הירח ולשלב ההמראה ממנו, בניגוד לדלק היפרגולי (הניצת מעצמו), בו השתמשו בימי תוכנית אפולו. החללית אלטאיר תשתמש במערכת של הליום בלחץ גבוה על מנת להזרים את הדלק והמחמצן אל המנועים, ולא במשאבות, על מנת לצמצם את הסיכון לתקלה במערכת מורכבת של משאבות דלק וחמצן למנועים רקטיים.
תכנון המשימות של "אוריון", כפי שמסתמן כעת, יחייב את החללית אלטאיר להגיע לנחיתה בקוטב הדרומי של הירח, ממסלול בעל נטייה (אינקלינציה). על מנת לבצע את התמרון הדרוש, הצורך דלק רב, לא יהיה די במנוע הראשי של החללית אוריון, ועיקר הנטל של תמרון ושינוי מסלול יוטל על מנועי הנחיתה של החללית אלטאיר. ממפרטי החללית שפורסמו עולה כי היא תצויד בארבעה מנועים מטיפוס RL-10, אשר בהם נעשה כבר שימוש בשלב העליון של המשגר "אטלס 5". מנועים אלה שורפים מימן נוזלי ומשתמשים בחמצן נוזלי כמחמצן. לשלב ההמראה, ולמפגש עם החללית "אוריון" הממתינה במסלול ירחי, יידרש מנוע יחיד מאותו הסוג.

בתחילה חשבו בנאס"א לצייד את שלב ההמראה מהירח בחללית אלטאיר במנוע השורף מתאן נוזלי כדלק וחמצן נוזלי כמחמצן, מתוך מחשבה על שימוש עתידי בתכנון זהה של חללית לנחיתה והמראה ממאדים. בנאס"א בוחנים מזה שנים יחידת המרה שתעשה שימוש בפחמן הדו־חמצני המצוי באטמוספירה של מאדים לשם ייצור מתאן וחמצן, עבור מנועי החללית. בשלב זה, הטכנולוגיה של מנועי מתאן/חמצן אינה בשלה, והעלויות הגבוהות של יחידות ההמרה הביאו את נאס"א להחלטה להתבסס על דלק קריוגני לנחיתות על הירח. עם זאת, במשימות עתידיות של תוכנית "אוריון", יעשה שימוש במנועי מתאן/חמצן לשם הוכחת הטכנולוגיה, וצבירת ניסיון לקראת המשימות המאוישות למאדים.

שימושים
כאמור, תפקידה העיקרי של אלטאיר הוא להנחית את האסטרונאוטים על הירח ולשגרם בחזרה לחללית אוריון, אך ניתן יהיה לנצלה כחללית מטען בלתי מאוישת, שתוכל להביא אל קרקע הירח אספקה וציוד לבסיס קבע מאויש על הירח שנאס"א מתכוונת לבנות.

משגרים

שלא כמו מעבורות החלל והמשגר סטורן 5, אשר היה בשימוש בתוכנית אפולו, בהם הצוות והמטען שוגרו ביחד, בתוכנית קונסטליישן תוכננו שני טילי שיגור שונים - ארס 1 - שישגר את החללית אוריון ובתוכה הצוות, וארס 5 - שישגר את המטען. שיטה זו של הפרדת המטען והצוות בשיגור אמורה לייעל את רכבי השיגור במשימותיהם השונות.

ארס 1

ארס 1 ובשמו הקודם (Crew Launch Vehicle (CLV, ישגר את החללית אוריון ואת צוות האסטרונאוטים למסלול לווייני נמוך (LEO) סביב כדור־הארץ, ומשם יתנתק הארס 1 מהחללית אוריון. הארס 1 יוכל להעלות כ־25 טונות למסלול לווייני נמוך.
בארס 1 יפעלו שני שלבי מנועים - בשלב הראשון יפעל מנוע דלק מוצק יחיד, ובשלב השני יפעל מנוע J-2X יחיד שייגזר ממנוע J-2 ששימש בשלב העזיבה של כדור הארץ במשגר סטורן 5. המנוע ישתמש בדלק נוזלי – שילוב של חמצן ומימן.

ארס 5

ארס 5, ובשמו הקודם (Cargo Launch Vehicle (CaLV, יהיה הטיל החזק ביותר שנבנה אי־פעם ויוכל לשגר מטען של עד 188 טון למסלול נמוך סביב כדור־הארץ, ועד כ־77 טונות של מטען לטיסה לירח, הרבה מעבר ליכולות השיגור של מעבורות החלל וסטורן 5 שהטיס את חלליות אפולו לירח. ארס 5 ישגר את מכלול הנחיתה על הירח - החללית אלטאיר, ואת שלב העזיבה מכדור הארץ, שיאפשר לחללית אוריון לעזוב את כדור הארץ ולטוס לירח. בטיסה לירח, ארס 5 יפרוק את אלטאיר ושלב העזיבה של כדור הארץ למסלול נמוך סביב כדור הארץ, שם הם יחכו לחללית אוריון שתתחבר עליהם לטיסה לירח.

שלב העזיבה של כדור הארץ

שלב העזיבה של כדור הארץ (באנגלית: Earth Departure Stage) הוא מערכת הנעה רקטית שתשוגר על ידי ארס 5 ולאחר התנתקותה מארס 5 בחלל והתחברות החללית אלטאיר לחללית אוריון, תטיס את החלליות אוריון ואלטאיר לירח.

אלטרנטיבות
למשגרים ארס 1 וארס 5 הוצעו מספר אלטרנטיבות:
 "ארס 4" (Ares IV) - משגר שפיתוחו נשקל על ידי נאס"א. הטיל יהיה שילוב של ארס 1 וארס 5, ואולי יהיה שימוש בו במשימות מאוישות למאדים.
 "דיירקט" (DIRECT,"ישירות") - הצעה לפיתוח טיל שיגור שיתבסס על מערכות וטכנולוגיות קיימות ממעבורות החלל, דבר שידרוש פיתוח מינימלי ויוזיל את העלויות של פיתוח טיל השיגור ותוכנית קונסטליישן.
 "דלתא 4 כבד" - דלתא 4 הוא משגר לוויינים שנבנה ופותח כחלק מתוכנית EELV של חיל האוויר האמריקני ומשמש כיום גם כמשגר לוויינים מסחריים. למשגר מספר גרסאות, והחזקה ביותר מביניהם היא "דלתא 4 כבד" שמסוגל לשגר מטען במשקל של כ־25 טון למסלול לווייני נמוך, ובכך שווה ליכולות של המשגר ארס 1. מספר הערכות שונות התייחסו לאפשרות של החלפת ארס 1 בדלתא 4 כבד. על פי ההערכות, דלתא 4 כבד עונה על הדרישות של משימות מאוישות לתחנת החלל הבילאומית ולירח.

פריטים נוספים

חליפות חלל חדשות

כחלק מתוכנית קונסטליישן נאס"א עבדה על פיתוח של שני סוגי חליפות חלל חדשות, מאחר ששאר החליפות הקיימות לא ענו על הדרישות של תוכנית קונסטליישן.
 דגם 1 – תהיה בשימוש בפעילויות תוך־רכביות ופעילויות חוץ־רכביות (בעיקר על תחנת החלל הבינלאומית).
 דגם 2 – תהיה בשימוש בפעילויות חוץ־רכביות במשימות מאוישות על הירח.

רכב שטח ירחי

לפני ביטול תוכנית קונסטליישן נאס"א עבדה על פיתוח של רכב שטח ירחי שנקרא LER ("רכב חשמלי ירחי" – Lunar Electric Rover). ה־LER תוכנן לפעילות חוץ רכבית על פני הירח. ה־LER יוכל להכיל שני אסטרונאוטים, אך במצבי חירום יוכל להכיל עד כארבעה אסטרונאוטים. ה־LER מורכב משני חלקים - השילדה ותא הנוסעים. בתוך תא הנוסעים האסטרונאוטים לא יצטרכו ללבוש חליפות חלל. הרכב מתוכנן כך שיהיה אפשר להשתמש בו גם ללא תא הנוסעים, ובמצב שכזה, האסטרונאוטים ישבו על גבי הרכב לבושים בחליפות חלל. ל־LER יהיו 12 גלגלים שיהיו מסוגלים להסתובב ב־360 מעלות, מה שיאפשר לרכב השטח הירחי לנוע בכל כיוון. רכב השטח הירחי יוכל לנוע גם במקומות בעלי תוואי שטח קשים ומסובכים.

סוגי המשימות
תוכנית קונסטליישן כוללת משימות מסוגים שונים:
 טיסות במסלול לווייני נמוך סביב כדור הארץ, עם דגש על משימות שירות והחלפת צוותים בתחנת החלל הבינלאומית.
 טיסות מאוישות לירח.
 הקמת בסיס קבע מאויש על הירח.
 משימות לא־מאוישות ומאוישות למאדים, אין תוכניות שאושרו על ידי נאס"א למשימות מאוישות למאדים, ומשימות כאלו יתבצעו לא לפני שנת 2030.
 ישנם הצעות להשתמש במרכיבים של תוכנית קונסטליישן לפרויקטים נוספים, ביניהם שיגור החללית אוריון על גבי טיל ארס 5 למשימה מאוישת על אסטרואיד.

משימות לתחנת החלל הבינלאומית

בטיסות למסלול לווייני נמוך ולמשימות שירות בתחנת החלל הבינלאומית, השיגור של החללית אוריון יערך על גבי טיל השיגור ארס 1, וללא שיגור נוסף של טיל המטען ארס 5. במשימות אלו, החללית אוריון תכיל שישה אסטרונאוטים, שהוא מספר האסטרונאוטים המרבי שהיא יכולה להכיל. בערך כשתי דקות לאחר ההמראה של ארס 1, שלב הדלק המוצק יתנתק (וימוחזר להמראות נוספות), ומנועי ה־J-2X יוצתו. לאחר כמה דקות נוספות בהם ישוחררו מארס 1 הכיסויים שמכסים את החללית אוריון, יכובו המנועים, והחללית תכנס למסלול לווייני נמוך. 45 דקות לאחר מכן, מנועי ה־J-2X יוצתו מחדש וישנו את מסלול החללית. לאחר מכן תתנתק החללית אוריון לחלוטין מטיל ארס 1 ותפרוש את הפאנלים הסולאריים שלה.
לאחר "מרדף" בן יומיים, החללית אוריון תגיע לתחנת החלל הבינלאומית ותעגון בה. האסטרונאוטים ישהו בתחנה לתקופה של בערך שישה חודשים, בה הם יבצעו את משימותיהם ומחקריהם. לאחר מכן החללית תתנתק מתחנת החלל הבינלאומית. בכניסה לאטמוספירה, תא השירות שבחללית אוריון יתנתק ויישרף באטמוספירה, בעוד תא הנוסעים של החללית, ובו האסטרונאוטים ימוגן על ידי מגן חום, שיאט את מהירות החללית מ־28,000 קמ"ש ל־480 קמ"ש ויגן על החללית והאסטרונאוטים מפני החום העצום שנוצר עקב החיכוך עם האוויר בנפילה. לאחר פתיחת המצנחים וכריות אוויר מיוחדות, החללית תנחת בחבטה. שלא כמו תא הנוסעים בתוכנית אפולו, תא הנוסעים בחללית אוריון יוכל להיות בשימוש עד כ־10 פעמים בנסיבות רגילות.

משימות מאוישות לירח

שלא כמו בתוכנית אפולו, במשימות תוכנית קונסטליישן לירח תהיה הפרדה בין שיגור הצוות והחללית אוריון לבין שיגור המטען.
בתחילה, ישוגר המטען, שכולל את שלב העזיבה מכדור הארץ ואת חללית הנחיתה על הירח אלטאיר, על גבי טיל השיגור ארס 5. לאחר הגעתו של ארס 5 למסלול נמוך סביב כדור הארץ, יתנתק הטיל ומנועיו מן המטען, יפול ויישרף באטמוספירה. המטען עצמו, שלב העזיבה מכדור הארץ וחללית הנחיתה על הירח אלטאיר יחכו במסלול אורביטלי סביב כדור הארץ לחללית אוריון.
כשעה וחצי לאחר שיגור ארס 5, ישוגר ארס 1 ובתוכו החללית אוריון וצוות של ארבעה אסטרונאוטים. עם ההגעה לחלל תתנתק החללית אוריון מטיל ארס 1 ותתחבר עם חללית הנחיתה על הירח אלטאיר ושלב העזיבה מכדור הארץ. לאחר ההתחברות, יוצת המנוע של שלב העזיבה מכדור הארץ למשך כמה דקות בודדות, ויטיס את החללית אוריון ואת אלטאיר לכיוון הירח, לאחר מכן יתנתק שלב העזיבה מכדור הארץ מחללית אוריון ומאלטאיר ויחוג במסלול אורביטלי סביב השמש, או שיתרסק על הירח. הטיסה לירח תימשך כשלושה ימים.

עם ההגעה לירח, תיכנס החללית אוריון שמחוברת לחללית הנחיתה על הירח אלטאיר למסלול סביב הירח. לאחר מכן הצוות יכוונן את החללית אוריון לטיסה לא מאוישת סביב הירח, וייכנס לחללית הנחיתה על הירח אלטאיר. לאחר אישור מבקרת המשימה שבכדור הארץ, תתנתק אלטאיר מאוריון, ותנחת על הירח במקום שנקבע מראש. לאחר הנחיתה על הירח, הצוות יבצע את משימותיהם ומחקריהם בירח. לאחר ביצוע משימותיהם, הצוות ייכנס לשלב ההמראה מהירח שבחללית אלטאיר, וימריא לכיוון החללית אוריון. לאחר העגינה עם החללית אוריון, יעבור הצוות לאוריון, והחללית אלטאיר תתנתק ממנה ותתרסק על הירח. לאחר ההתנתקות מאלטאיר, מנוע ה־AJ-10 שעל החללית אוריון יוצת, והחללית תחזור לכדור הארץ בטיסה שתיארך כיומיים וחצי. עם ההגעה לכדור הארץ, יתנתק תא הנוסעים של החללית אוריון מתא השירות, שישרף באטמוספירה. מסלול הכניסה של תא הנוסעים של החללית אוריון לכדור הארץ אמור לעזור להאטת החללית (יחד עם מגן החום) וגם לאפשר לחללית לנחות בחוף המערבי של ארצות הברית. תא הנוסעים ימוגן על ידי מגן החום, ועם הגעה למהירות של בערך 480 קמ"ש יפתחו המצנחים וייתנפחו כריות אוויר מיוחדות, ותא הנוסעים של החללית אוריון ינחת על כדור הארץ.

בסיס קבע מאויש על הירח

נאס"א תכננה להקים עד שנת 2024 בסיס קבע על הירח, שניתן יהיה לאייש אותו באסטרונאוטים באופן קבוע למשמרות של בין שלושה לשישה חודשים. ככל הנראה הקמת מוצב מאויש על הירח תחייב את נאס"א לשתף פעולה עם סוכנויות חלל אחרות, עקב התקציב הגבוה שהדבר ידרוש. מיקום הבסיס יהיה ככל הנראה באזורי הקטבים של הירח, מאחר שהם מוארים כמעט תמיד, דבר שחשוב מאוד אם דרך הפקת האנרגיה היא באמצעות אנרגיה סולארית. דרך אחרת ליצירת אנרגיה בבסיס הירחי הוא שימוש באנרגיה גרעינית. נאס"א תוכל להשתמש בחלליות אלטאיר לא מאוישות על מנת להעביר מצרכים וחומרים חיוניים לבסיס.

משימות מאוישות לאסטרואידים

משימות מאוישות לאסטרואידים, הם תוכנית מוצעת של נאס"א כחלק מתוכנית קונסטליישן. במסגרת התוכנית המוצעת, יונחתו אסטרונאוטים על אסטרואיד שקרוב לכדור הארץ ויבצעו עליו את משימתם, בין אם זו חקירה מדעית של האסטרואיד או אולי אף משימה להגנה על כדור הארץ מפני פגיעת אסטרואיד בו. משימה לאסטרואיד תתחיל דומה מאוד למשימות מאוישות לירח, עם שני שיגורים שונים - ארס 1 שישגר את החללית אוריון וצוות של 3 אסטרונאוטים (בניגוד ל־4 במשימה לירח ו־6 לתחנת החלל הבינלאומית), וארס 5 שישגר את שלב העזיבה של כדור הארץ ומודול נחיתה שיהיה מבוסס על החללית אלטאיר. לאחר ההתחברות של אוריון עם מודול הנחיתה ושלב העזיבה של כדור הארץ, השלב יטיס את החללית אוריון ומודול הנחיתה אל עבר אסטרואיד קרוב לכדור הארץ, עם ההגעה לאסטרואיד, אוריון תנחת על האסטרואיד כשהיא על גבי מודול הנחיתה, והאסטרונאוטים יבצעו את משימתם. עם סיום משימתם על האסטרואיד, החללית אוריון תתנתק מהאסטרואיד ותשוב לכדור הארץ. עם ההגעה לכדור הארץ, תא הנוסעים של החללית אוריון יתנתק משאר החללית וממודול הנחיתה ויכנס לאטמוספירה לנחיתה על האוקיינוס.

משימות מאוישות למאדים

תוכנית קונסטליישן כללה בתוכה גם כוונה להנחית אסטרונאוטים על מאדים. משימות מאוישות למאדים היו במקור המטרה המרכזית של נאס"א בתוכנית השאפתנית שלה להמשך תוכנית אפולו בסוף שנות ה־60, תוכנית שלא יצאה בסוף לפועל. משימות מאוישות למאדים היו אמורות לנצל את מרכיבי תוכנית קונסטליישן החללית אוריון וארס 5. שיטות וטכנולוגיות נוספות שיעזרו לתכנון והוצאה לפועל של משימה מאוישת למאדים הם טכנולוגיות ושיטות שפותחו ומתפתחות על תחנת החלל הבינלאומית ובבסיס המאויש העתידי שנאס"א מתכוונת לבנות על הירח עד שנת 2024. אף על פי שאין היום תוכניות מפורטות למשימות למאדים, ונאס"א לא אישרה תוכנית כזו, משימה למאדים ככל הנראה תתבצע על פי התכנון שפותח על ידי רוברט זוברין. על פי הצעתו של זוברין, רכב־חלל לא מאויש שיקרא "רכב החזרה לכדור הארץ" ישוגר למאדים, שם מכונה מיוחדת ברכב תשתמש בתגובת סבטייה על מנת ליצור חמצן נוזלי ומתאן שישמשו כדלק לאסטרונאוטים בדרכם חזרה לכדור הארץ. לאחר נחיתת רכב החזרה לכדור הארץ, ישוגרו האסטרונאוטים בשיגור נוסף וינחתו על מאדים. הם יחקרו את מאדים לתקופה של לפחות שנה אחת. בזמן שהייתם של האסטרונאוטים במאדים, ישוגר "רכב חזרה לכדור הארץ" נוסף למקרה שבו הרכב הראשון יתקלקל. לאחר סיום משימתם, האסטרונאוטים ייכנסו לרכב החזרה לכדור הארץ, שישגר אותם למסלול נמוך סביב מאדים, שם הם יתחברו עם טיל שיגור שיחכה להם במסלול אורביטלי, ושיטיס אותם חזרה לכדור הארץ, במסע של בערך ארבעה חודשים.
משימות מאוישות למאדים ייערכו לא לפני שנות השלושים של המאה ה־21.

ויכוח לגבי המשך מימון התוכנית
ב־2009, לאחר גידול בתקציב הנדרש לפיתוח תוכנית קונסטליישן, הורה ממשלו של נשיא ארצות הברית ברק אובמה לבצע בדיקה מחודשת של התוכנית. ממצאי הבדיקה הראו שלפי התקציב הנוכחי של התוכנית, לא ניתן יהיה לבצע טיסות מאוישות לירח ולמאדים.
ממשל אובמה העדיף לבטל את הפיתוח של ארס 1 ולפתח רק את ארס 5, שבמקום שיגור המטען בלבד, ישגר גם את האסטרונאוטים. העדפה זו נבעה מתוך שיקולי תקציב. אולם שימוש בארס 5, שהוא טיל מאסיבי הדורש כמויות דלק עצומות, למשימות מאוישות למסלולים נמוכים סביב כדור הארץ (למשל לתחנת החלל הבינלאומית), יהיה יקר מאוד ובזבזני. המתנגדים לשינוי בתוכנית קונסטליישן, טוענים שהדבר לא יוזיל את העלויות ולא יהפוך את המשימות לבטוחות יותר. לפי מייקל גריפין, לשעבר מנהל נאס"א, תקציבה של נאס"א פחת בכ־20% מאז שנת 1993.

ביטול התוכנית
בהצעת התקציב של נאס"א לשנת 2011, שהוצגה לציבור ב־1 בפברואר 2010, נמסר על ביטולה המוחלט של תוכנית קונסטליישן, ביטול מיזמי הפיתוח של ארס 1 ו־5, ביטול פיתוח החללית אוריון CEV, ונטישת התוכנית לחזרה של אסטרונאוטים אמריקניים לירח בשנת 2020. ארצות הברית מתעתדת להסתמך על חלליות מאוישות שיפותחו על ידי המגזר הפרטי, וכן על שימוש מוגבל בחלליות סויוז רוסיות, לצורך שינוע צוותים אל תחנת החלל הבינלאומית וממנה.

במקום התוכנית לחזור אל הירח, הציע הממשל לפתח חללית רב תכליתית חדשה - האוריון MPCV - שתשמש את תוכנית החלל המאוישת של ארצות הברית ותחליף את האוריון CEV. הממשל הציע גם לפתח משימה שתנחית אסטרונאוטים על אסטרואיד על ידי האוריון MPCV, ולהקציב כספים לפיתוח מערכות הנעה חדשות, שיוכלו להביא אסטרונאוטים אל מאדים בזמן קצר יותר.

ראו גם
 תוכנית אפולו
 תוכנית החלל האמריקאית

קישורים חיצוניים

 תוכנית קונסטליישן באתר נאס"א
 חללית אוריון באתר נאס"א
 אתר המציג את תוכנית קונסטליישן בתמונות
 רכב השטח הירחי באתר נאס"א
 
 הצעת התקציב ל־2011 וביטול התוכנית

הערות שוליים

תוכנית החלל האמריקאית
האדם בחלל
נשיאות ג'ורג' ווקר בוש