Le projet Constellation est un plan du gouvernement des États-Unis, via l’agence spatiale NASA, pour faire atterrir un homme sur la Lune, y établir une base permanente et préparer le terrain pour une éventuelle mission sur Mars. Comme actuellement envisagé, le projet Constellation comprend la conception, la construction, les tests et l’utilisation de propulseurs lourds (Ares I, Ares IV, Ares V), de deux nouveaux engins spatiaux (Orion Crew Vehicle et Altair Lunar Lander) et d’un propulseur lunaire (Earth étape de départ).
Le projet Constellation peut être considéré comme une version modernisée du projet Apollo des années 1960, avec davantage un œil sur une base lunaire permanente et une future mission sur Mars. Le projet Constellation devrait coûter 20 milliards de dollars américains sur vingt ans (2004 – 2024), le coût des commandes d’engins spatiaux ne dépassant pas 3.5 milliards de dollars américains. En comparaison, le projet Apollo a coûté 28 milliards de dollars (dollars de 2006), tandis que le programme Shuttle a coûté 145 milliards de dollars (dollars de 2006).
L’objectif principal du projet Constellation est de mettre un homme sur la Lune d’ici 2020. Il s’agit d’un calendrier plus détendu que le programme Apollo, qui a été annoncé en 1961 et a atteint la Lune en 1969.
Pour atteindre la Lune, les missions Apollo ont utilisé une approche Lunar Orbit Rendezvous (LOR), tirant un engin en deux parties en orbite lunaire. Une partie de l’engin (Module Lunaire) détachée de l’autre (Module de Commandement), est descendue sur la Lune, puis a fait un rendez-vous avec le Module de Commandement en orbite lunaire. Ces engins sont ensuite revenus sur Terre ensemble. Le projet Constellation mettra davantage l’accent sur Earth Orbit Rendezvous (EOR). En EOR, les ravitaillements et le carburant sont lancés séparément des astronautes. Ces engins spatiaux se connectent ensuite en orbite terrestre avant leur voyage vers la Lune. À son arrivée sur la Lune, le véhicule d’équipage Orion est laissé en orbite sans pilote, tandis que l’équipage de quatre personnes monte à bord de l’Altair Lunar Lander pour une visite sur la Lune. À la fin de leur séjour, Altair renoue avec Orion et ils retournent sur Terre. Cette approche de mission combine EOR et LOR.
La NASA a testé un habitat gonflable en Antarctique à l’usage des astronautes du projet Constellation. Cela pourrait former le noyau d’une future base lunaire.