J-2ロケットエンジン
コンステレーション計画におけるアレスI ロケットの二段目に、どのエンジンを使用するかという点については、NASAも考慮を重ねた。当初はスペースシャトルのメインエンジンであるSSMEを使うことも考えられたが、SSMEは地上で点火するように設計されている。それを宇宙空間で点火するように設計し直し、さらに燃焼試験なども一からやり直すことの手間暇を考えると、J-2を改良して推力を133トンにまで向上させたJ-2Xを使用したほうがよいとNASAは判断した。
この決定は2006年2月18日になされ、原案では地球脱出用ロケットに2基のJ-2Xが搭載されることになっていた。これにより、アレスI は2010年にシャトルが退役してから3年以内に、オリオン宇宙船は2014年までに発射が可能になると予想されていた。さらにJ-2Xを、宇宙船打ち上げ用のアレスI と貨物打ち上げ用のアレスV の両方に使うことにすれば、開発の手間はさらに省けることになる。そこで2007年8月23日にステニス宇宙センター(Stennis Space Center)に高高度環境下での燃焼試験台が建設され、J-2X開発のために2007年12月から2008年5月にかけて、旧式のJ-2エンジンの燃焼試験が行われた。
推力(真空中):120トン(1179kN) 比推力(真空中):436秒(秒速4,276m) 乾燥重量:1,467kg 装備重量:1,724kg 燃料/酸化剤:液体水素/液体酸素 製作:ロックウェル・インターナショナル/ロケットダイン社
J-2エンジンの性能を向上させる実験計画は、1964年にJ-2Xという名称でスタートした(後に同名の全く異なる計画が行なわれたため、しばしば混同される)。原型のJ-2からの主な変更点は、燃料の供給システムをガス発生器サイクル(Gas Generator Cycle)からタップオフサイクル(tap-off cycle)に変更したことである。
一般に液体燃料ロケットエンジンは、毎秒数百リットル以上もの燃料や酸化剤を消費するため、それらをタンクから燃焼室に送るための強力な動力が必要になってくる。ガス発生器サイクルは最も基本的なシステムで、ポンプの出口から燃料と酸化剤の一部を取り出し、別に設置したガス発生器の中で燃焼させ、その排気ガスによってポンプに直結したタービンを駆動するというものである。使用済みの排気ガスはノズルの中に排出され、推力として還元される。
これに対し、タップオフサイクルは主燃焼室にあたかも蛇口(tap)を設置するようにして直接燃焼ガスの一部を取り出し、タービンを駆動させるものである。