Constellation-programmet, kansellert amerikansk bemannet romflygprogram som var planlagt som en etterfølger av romfergeprogrammet. De tidligste flyvningene var planlagt å frakte astronauter til den internasjonale romstasjonen (ISS) fra og med 2015. Oppdrag til Månen innen 2020 og Mars etter dette var hovedfokuset for Constellation.
I januar 2004 pres. George W. Bush oppfordret den nasjonale luftfarts- og romfartsadministrasjonen (NASA) til å gjenoppta besatte oppdrag til Månen og deretter begynne å bemanne oppdrag til Mars. Et sentralt krav var at dette nye programmet skulle finansieres ved å trekke romfergen i 2010 etter fullført ISS. Det nye programmet, kalt Constellation etter det amerikanske marinens første skip, ville bestått av utskytningsbiler, et bemannet romfartøy og en månelander.
En rekke alternativer ble vurdert for de nye sjøsettingene, inkludert tilpasninger av de eksisterende Delta IV- eller Atlas V-rakettene, før det ble besluttet å utnytte romfergsteknologi for å lage to nye utskytningsbiler. I juni 2006 kåret NASA de nye lanseringslederne Ares, etter den greske motstykket til den romerske guden Mars. Ares I var designet for å frakte det bemannede romfartøyet, og den større Ares V var designet for å frakte tyngre last som månelander.
I august 2006 ble det bemannede romfartøyet, opprinnelig kalt Crew Exploration Vehicle, navnet Orion etter stjernebildet. Orion hadde hatt en diameter på 5 meter og ville hatt en oppskytingsmasse på 22 700 kg. Den ville bestått av en konisk besetningsmodul og en sylindrisk servicemodul og ville ha kunnet bruke seks måneder forankret til ISS. Mannskapsmodulen ville hatt et volum på 20 kubikk (700 kubikk fot), halvparten av den var beboelig. Den var designet for å frakte et mannskap på fire. (Opprinnelig var Orion designet for å frakte seks personer til ISS og fire til Månen, men for å spare penger i utformingen av Orion, bestemte NASA seg for å begynne med å konsentrere seg om firemannsmodellen og la den sekspersons Orion som en mulighet for senere i Constellation-programmet.) Tjenestemodulen ville ha plassert hovedfremdriftssystemet, holdningskontrollsystemet, og oksygen og vann for mannskapsmodulen. Den generelle konfigurasjonen minner om Apollo-romfartøyet, men servicemodulen ville ha trukket strøm fra utplasserbare solcellepaneler i stedet for fra brenselceller. En prototype Orion ble levert til NASA i slutten av 2007. Den første og eneste testflyvningen til en Ares I lanserte 28. oktober 2009, og den første lanseringen med et mannskap skulle opprinnelig bli dirigert til ISS i 2015.
I desember 2007 kåret NASA månelanderen Altair, etter den lyseste stjernen i stjernebildet Aquila. Aquila er det latinske ordet for Eagle, som også var navnet på det første bemannede romfartøyet som landet på Månen, Apollo 11s månemodul. Altair ville vært et to-trinns romfartøy (en nedstigningstrinn og en oppstigningstrinn) og ville landet fire astronauter på Månen. Lanseringsmassen ville ha vært 37 800 kg.
For et besetningsoppdrag til Månen, ville en Ares V først ha lansert og fraktet Altair inn i jordens bane. En Ares ville jeg da ha lansert med Orion, som ville ha lagt til kai med Altairs oppstigningstrinn. Den andre fasen av Ares V ville ha regjert på nytt for å sende Altair og Orion til Månen, hvoretter det forankrede romfartøyet ville ha trukket seg fra det brukte scenen. Tjenestemodulens hovedmotor ville ha bremset Altair og Orion slik at de kunne komme inn i månens bane. Mannskapet på fire ville ha overført til Altair og landet på Månen. På de tidlige oppdragene ville overflateekspedisjonen ha vart i en uke. Nedstigsetappen til Altair ville ha fungert som en oppskytningsplattform for oppstigningsstadiet, som ville ha møtt i månens bane med Orion. Mannskapet ville da ha blitt overført til Orion, hvoretter stigningstrinnet ville blitt fengslet. Tjenestemodulens hovedmotor ville blitt brukt til å forlate månens bane. Rett før romfartøyet kom inn i jordens atmosfære igjen, ville servicemodulen blitt satt i søvn. Kapselen ville da ha kastet det basale varmeskjoldet og distribuert de tre fallskjermene. Den normale modusen for retur ville ha vært på land i USA, men kapslen kunne om nødvendig ha sprutet til havs.
I mai 2009 administrerte administrasjonen av pres. Barack Obama kunngjorde at den ville gjennomgå Constellation-programmet for å avgjøre om det ville være det beste alternativet for amerikansk bemannet romfart etter endt romskyttelprogram. I oktober 2009 kunngjorde gjennomgangskomiteen at, med unntak av en betydelig økning i NASAs budsjett, var tidsplanen for Constellation-programmet urealistisk, med den første besetningen Ares I-flukten som sannsynligvis skjedde mellom 2017 og 2019. I februar 2010 kansellerte Obama-administrasjonen Constellation-programmet til fordel for kommersielle flyreiser til ISS og forskning på å senke kostnadene for bemannet romfart.
I april 2010 kunngjorde imidlertid Obama at arbeidet ville fortsette med Orion-kapsel, men som et kjøretøy utelukkende beregnet på at astronauter skulle unnslippe ISS i en nødsituasjon. Orion ble innlemmet i 2013 i Asteroid Redirect Mission, der tidlig på 2020-tallet ville en sonde hente en kampestein fra en asteroids overflate og bringe den til månebane, hvor astronauter om bord i et Orion-romfartøy kunne studere det. Orion hadde sin første flyprøve 5. desember 2014, der en kapsel som ble lansert av en Delta IV Heavy-rakett, laget to baner. Asteroid Redirect Mission ble avlyst i 2017. Orion-utviklingen fortsatte likevel, og samme år ble Orion en del av Artemis, det besatte måneforsøksprogrammet som ble foreslått av Donald Trump-administrasjonen.
