air araçları, Araç Toplama Merkezinde bir araya getirilirdi ve daha sonra Kennedy Uzay Merkezi Fırlatma Yerleşkesi’nde bulunan A Rampası’na yollanırdı ve Ares I ile Orion araçları yerleşke yakınlarında bulunan 39B Rampası’na taşınırdı. Ares V ve Altair araçları öncelikli olarak 360 kilometre yükseklikte dairesel bir yörüngeye fırlatılırdı.Bundan yaklaşık 90 dakika sonra ise Ares I ve Orion araçları kabin ekibiyle birlikte aynı yörüngeye fırlatılırdı.

Orion daha sonra alçak Dünya yörüngesinde bulunan Altair e yaklaşarak ona bağlanacaktır.Ay uçuşu için gerekli hazırlıkları yaptıktan sonra Dünya’dan ayrılış bölümü 390 saniye boyunca ateşlenerek 40,200 kilometre saatlik (25,000 mil saat) bir hız kazandırılıp Ay doğrultusuna girmek için manevra yapacaktır. Bu ateşlemeden sonra Dünya’dan ayrılma bölümü ya Güneş’in eksenine gönderilecek ya da Ay yüzeyine çarptırılacaktır.

3 günlük Ay’a yaklaşma sırasında, 4 kişilik ekip Orion sistemini gözlemleyecek, Altair uzay aracının ekipman destek ihtiyaçlarını gözlemleyeceklerdir ve uçuş yollarını Altair’in Ay kutbuna yapılacak olan tesislere inişini kolaylaştırmak oraya güvenli iniş yapmak için doğru bir yol tercih edeceklerdir. Ay’ın uç noktalarına yaklaştıkça Orion/Altair kombinasyonu Altair’in motorlarını ileriye yönlendirecek ve Ay yörüngesine girmek için ateşleneceklerdir.

Ay yörüngesinde olduğu gibi,Ekip yörüngeyi düzeltecek ve Orion insansız uçuş servis modülünü konfigüre ederek 4 kişilik kabin ekibinin Altair aracına geçişini ve Ay’a inmelerini sağlayacak. Bu sırada Orion aracı ise ekibin dönüşünü bekleyecektir. Görev kontrol merkezinden görev tamamlandı emri gelmesiyle Altair Orion’la kenetlenmeyi bırakacak ve gözlem manevrası yapacak.Bu sayede yerde bulunan kontrol ekibi Orion’dan canlı yayınlanacak olan TV yayınından uzay aracını gözlemleyerek iniş için herhangi bir problem yaşatacak durum olup olmadığını gözlemleyecekler (Bu olay Apollo komuta modülünde pilot tarafından yapılmaktaydı). Yerdeki kontrol ekibinden olumlu yanıt alındıktan sonra araçlar birbirinde ayrılıp aralarında yeterli bir güvenli mesafe bırakılır ve Altair’in iniş takımları güçlü iniş için tekrar ateşlenerek önceden kararlaştırılan insansız uzay aracı için belirlenen noktaya iniş gerçekleştirilirdi.

İnişin gerçekleşmesi üzerine kabin ekibi uzay aracı dışında giyecekleri uzay kıyafetlerini giyinecek ve ilk 5 ve 7 Ay görevlerine başlayacaklar.Bu görevler Ay’dan numuneler toplamak ve çeşitli deneyler gerçekleştirmek.Ekip Ay seferini tamamladıktan sonra tekrar Altair’e geri dönecek ve Ay yüzeyinden kalkmak için kalkış motorlarını ateşleyecekler.Bu sırada iniş takımlarını fırlatma platformu olarak kullanacaklardır ve bu platformu gelecek bina inşaatları için bırakacaklardır.Yörüngeye girmeleri üzerine Altair Orion’la buluşup onunla tekrar bağlanacak ve kabin ekibi Ay’dan topladırkları numunelerle birlikle araca geçiş yapacaktır. Altair’den kurtulduktan sonra kabin ekibi Dünya ya geri dönüş için motorları ateşleyecekler.

2,5 günlük yolculuğun ardından ekip Servis Modülünden (atmosferde yanmasına izin verecekler) kurtulacaklar ve kontrol modülüyle atmosfere farklı bir yörünge izleyerek giriş yapacaklar.Bu izleyecekleri yörünge aracın hızını 40,200 kilometre saatten (25,000 mil saat) 480 kilometre saate (300 mil saat) düşürecek ve Pasifik Okyanusu’na inişleri gerçekleşecek.Kabin modülü daha sonra Kennedy Uzay Merkezi’ne geri getirilerek gerekli onarımlar yapılacak bu sırada Ay’dan toplanan numuneler ise Johnson Uzay Merkezi’nde bulunan Ay Ulaştırma Laboratuvarı na analiz yapılmak üzeri götürülecek.

Orion asteroid görevi NASA’nın Dünya ya yakın cisimler göreviyle bağdaşlaşmaktaydı. Bu görevde normal Orion uzay aracı kullanılacaktı ve iniş modülü değiştirilen Altair Ay iniş modülüne bağlıydı.Bu görevin spesifik detayları ve ilgili dizaynlar iptal edilen Takımyıldız programı tarafından reddedilmişti.Böyle bir görev asteroidde bulunma potansiyeli olan su, demir, nikel, platin ve diğer kaynakları öğrenmemizi sağlayabilirdi. Ayrıca Dünya’yı bu asteroidlerden yapılacak çeşitli deney,gözlem ve testlerle koruyabilecektik. Bu görev Ay’ın yanı sıra Dünya dışı cisimlere yapılacak olan ilk insanlı uçuş olabilir ve Mars’a yapılması beklenen insanlı uçuşun ilk adımı olarak görülebilirdi.

Bu görev Ay’a iniş görevi gibi benzer özellikler göstermekteydi.İniş modülü Ares V kullanılarak alçak Dünya yörüngesine ulaşmasını sağlayacaktı.Bunu takiben 2-3 kişilik ekipten oluşan Orion uzay aracı da Ares I roketiyle fırlatılacaktı (bu sayı Ay görevine göre 4 kişiye kadar çıkabilir). Orion uzay aracı iniş modülüyle ve Dünya ayrılış bölümüyle bağlanacak daha sonra da Dünya’dan ayrılış bölümü ateşlenerek Orion uzay aracını Dünya yakınındaki bir asteroide götürerek aracın üzerine inişini sağlayacak. Ardından da ekibin asteroid yüzeyine inerek araştırma yapması sağlanacaktı.
Araştırma tamamlandıktan sonra Orion uzay aracı asteroid yüzeyinden ayrılacak ve Dünya ya yaklaşır yaklaşmaz servis modülü ve iniş takımlarından kurtularak Apollo 13’te de olduğu gibi atmosfere girip Pasifik okyanusuna iniş yapacaktı.

NASA Takımyıldız programının en büyük hedefi 1960 larda Apollo’nun da hedefi olan 2030’da gerçekleştirmeyi düşündükleri Mars’a yapılması planlanan insanlı iniştir.Bu görev Takımyıldız projesinin donanımından faydalanacaktı,öncelikli olarak Orion uzay aracı (ya da Orion’un benzeri bir araç) ve Ares V kargo fırlatma aracı.

Takımyıldız fırlatma araçlarını geliştirmek için yapılan bir dizayn tasarım çalışması 2009 tamamlandı.Bu çalışmaya göre bir Mars görevi için Ares V ve ayrıca Ares I inde kabin ekibini taşıması için çoğu kez fırlatılması gerekiyordu. Mars’a ilk fırlatma zamanında 2 kargo yükü Dünya yörüngesine fırlatılacak ve Mars’a kadar gitmesi içinse termal nükleer roketler kullanılarak ekstra itiş günü sağlanacaktı. Alternatif olarak kimyasal gazlar (özellikle sıvı hidrojen ve oksijen) kullanılabilirdi, fakat bunun için çok fazla fırlatma yapılması gerekirdi. Yüklerden biri Mars yükseliş aracını içerecek bunun yanı sıra bu aracın kullanacağı kimyasal yakıtları da bulunduracaktı.İkinci kargo bölümünde ise astronotların yüzeye indikten sonra içinde yaşayabileceği bir hayat kabiniydi. İlk fırlatmadan 26 ay sonra diğer bir fırlatma zamanında kabin ekibi nükleer termal roketleri ve kimyasal itici gazlarla donatılmış olan gezegenler arası transfer aracıyla Mars’a gideceklerdi. Mars’a ulaştıktan sonra kabin ekibi öncelikle Mars’ın doğal ortama girecek ve iniş yapacaklar.Yaklaşık 500 gün boyunca çeşitli deney ve gözlem yapacaklar. Ekip Mars’a yükseliş aracını kullanarak Mars yörüngesinde bulunan eve dönüş için kullanacakları gezegenler arası araçlarına geri dönecekler. Bu görevde de diğer görevlerde olduğu gibi Orion aracına kenetlenme prosedürleri yer alıyordu.

NASA resmi sitesinde insanların Ay’a geri dönmesi için gerekçe gördüğü sebepler şunlardır:

NASA’nın kurucusu Michael D. Griffin: "Amaç sadece bilimsel keşif değil,aynı zamanda insanlığın Güneş sisteminden gidebildiğimiz kadar ötesine taşımak... Tek bir gezegen sonsuza dek yaşayamaz... Eğer yüzlerce, binlerce ya da milyonlarca yıl yaşamak istiyorsak diğer gezegenlerde kolonizasyon kurmamız gerekiyor ... Güneş sistemini kolonize etmek ve bir gün daha ileriye gitmek."

Haziran 2014’te ABD Ulusal Bilimler Akademisi tarafından yayımlanan raporda NASA’nın hedefleri belirtildi.Bu rapora göre kurumun şu anki işi Birleşik Devletler’in uluslararası alanda insanlı uzay uçuşlarını en iyi yapan ülke olma konumunu zayıflattığını ve başarısızlıklara yol açtığını vurguladı. Rapora göre insanların bir sonraki hedefi Mars’a insanlı uçuş gerçekleştirmek olmalı.Raporda,2037 yılında ulaşılması planlanan gezegene varılabilecek yollar araştırıldı.Rapor ayrıca bu gelişmelerin arasında Ay’a tekrar dönmenin çok büyük önemi olduğunu vurguladı.

Kar amacı gütmeyen bir kuruluş olan Uluslararası Uzay Komitesi, Ay’a geri dönüşün Birleşik Devletler uzay programının Ay ile ilgili bilinen bilimsel bilgilerin geliştirilmesi,yeni sanayilerin yaratılması ve gelecekteki uçuşlar için gelir kaynağı sağlamak için çok önemli bir olay olduğunu dile getirdi. Ayrıca Ay’a geri dönüşün Birleşik Devletlerin şöhretini yükseltmesi için de önemli bir adım olduğunu kaydetti.

14 Ocak 2014’te, Birleşik Devletler Başkanı George W. Bush, NASA’nın insanlı uzay yolculuğuna Uluslararası Uzay İstasyonu’nun tamamlanmasının ardından devam etmesini ve Uzay Mekiği programından 2010 yılında geri çekilmelerini teklif etti. Bu öneriyle Ay’a insan ırkını yerleştirmek ve kolonize etmek ileriki uzay keşifleri için gerekli olacak olan maddi ihtiyacı azaltacaktı. Ayrıca Ay’da bulunan toprak toplanıp, işlenerek yakıt olarak kullanabilme veya nefes alınabilir havaya dönüştürmeyi de içeriyordu. Bush’a göre bu tür işlemler bize ileriye dönük uçuşlar için tecrübe sağlayacak ve yeni teknik ve sistemler geliştirmemize katkı sağlayacaktı. NASA’ya göre 2025 yılına göre düşünüldüğünde Takımyıldız programından ayrı olarak yayın ekibi ve kargo programı da dahil olmak üzere bu orijinal poliçe yaklaşık olarak 250 milyar dolar (2005 yılı ABD dolarına göre) tutacaktı. Fakat, çözülememiş teknik aksaklıklardan ve en iyi dizayn çekişmesinden dolayı NASA’nın geçerli bir çözüm bulması imkansız hale gelmişti.

Obama’nın başkan olmasın üzerine, Takımyıldız Programı’nın mevcut bütçeyi aştığını, belirlenen programın gerisinde kaldığını ve teknolojik gelişmelerde yetersiz kaldığını belirledi. Bir görüşe göre Takımyıldız programının önceden belirlenmiş olan programa göre programın amacına ulaşması için 150 milyar dolarlık bütçeyi aştığını belirledi. Başkan Obama’nın 2009’daki görüşüne göre NASA’nın şu anki bütçesinin hem Ay'a geri dönüş hem de Mars’a insanlı yapılacak uçuş için yeterli olmadığını belirtti. Augustine paneli çeşitli öneriler sunarak iki hedef noktası belirledi. Bunlardan ilki Ay diğeri de derin uzaydı. Ayrıca iç farklı süper ağır fırlatma araçları ve de itici olarak kullanılacak kimyasal gaz ikmali üzerine çalışacak sağlam bir araştırma ve gelişmiş bir