Pour lancer les vaisseaux de la famille Orion (projet Constellation), plusieurs options ont été envisagées par la NASA. Aujourd'hui, il est acquis que la NASA développera ses systèmes de lancement à partir de matériel existant, sur des technologies largement éprouvées pour le vol habité. Deux lanceurs bien distincts et un étage de transfert seront développés. Un spécifique aux véhicules habités et un autre pour les cargos spatiaux et les missions lunaires emportant les modules de surface et de remontée, deux engins inhabités.

Ares I (initialement, Crew Launch Vehicle, Lanceur de véhicule habité)

Ares I est un lanceur en ligne à 2 étages d'environ 94 m et d'une masse au décollage de plus de 900 tonnes. Dédié au lancement d'Orion, il sera capable de lancer jusqu'à 25 tonnes en orbite basse. Le premier étage sera construit par ATK autour des boosters de la navette spatiale, les fameux SRB (Solid Rocket Boosters) à 4 segments. Il en comportera 5. Quant au second étage, il sera construit par une joint venture formé par Boeing et Northrop Grumman. Initialement, la NASA prévoyait d'utiliser un moteur SSME à hydrogène et oxygène liquide. Cette solution a donc été abandonnée au profit du moteur J-2X.

Ares V (initialement,Cargo Launch Vehicle, Lanceur cargo)

Ares V est un lanceur cargo à deux étages équipé de boosters. D'une hauteur d'un peu moins de 110 m, sa masse au décollage sera de près de 2900 tonnes. Il sera capable de lancer jusqu'à 55 tonnes sur une trajectoire de rencontre avec la Lune et un peu plus dans le cas d'un lancement combiné avec l'Orion-lunaire. Le premier étage est composé d'un étage central dérivé du réservoir extérieur de la navette (plus grand) et propulsé par 5 moteurs RS-68 (hydrogène et oxygène liquide) et autour duquel sont installés 2 boosters à 5 segments SRB (dérivés du premier étage d'Ares I). Quant à l'étage supérieur, il utilisera le même moteur J-2X que celui qui équipe le second étage d'Ares I.

Earth Departure Stage (EDS)

L'étage supérieur d'Ares V est également connu sous le nom d'étage de transfert Earth Departure Stage. Cet étage est un élément important de la stratégie d'exploration de la Lune. Pierre angulaire des missions lunaires, il sera utilisé pour donner une impulsion significative vers la Lune pour toute mission lunaire. De fait, le moteur J-2X sera réallumable 2 fois. Une première fois pour l'insertion en orbite terrestre et la seconde fois pour quitter la Terre et rejoindre la Lune.