2008, Orbital Sciences travaille sur le lanceur Taurus II, un deux étage capable de placer 5750 kg en LEO. Ce lanceur est en développement dans le cadre du programme d'accès à ISS COTS Commercial Orbital Transportation Services de la NASA. Mesurant 3,9 m de diamètre, il sera capable de lancer un ou plusieurs satellites en LEO, orbite héliosynchrone ou vers les planètes depuis Cap Canaveral, Vandenberg ou Wallops Island. Il utilise un étage RP1/LOX alimentant un moteur AJ26 (ancien NK33 russe du N1) et un étage à poudre Castor.
Le vaisseau spatial Cygnus transportera la nourriture, l'eau, l'air, le carburant et l'équipement à destination de l'ISS. Un vol de démonstration est prévu vers la fin de 2010. Le Cygnus se lancera sur une fusée Taureau II, il devra être capable de livrer un peu plus de deux tonnes à la station. Thales Alenia de l'Europe, producteurs du MPLM, aidera le projet orbital de Cygnus.

Test du moteur AJ 26

Décembre 2010

Le tir de 55 secondes est le deuxième d'une série de tests de vérification menée dans cette installation. Un 3ème essai est également prévu pour vérifier le réglage des vannes du contrôle moteur.

Décembre 2011, Orbitale Sciences décide de rebaptisé son nouveau lanceur Taurus 2, Antares. Le premier lancement est prévu pour février 2012 depuis un nouveau pad de tir en construction à Wallop Island, en Virginie. Ce sera un vol de qualification avant le vol visant à lancer la capsule Cygnus au printemps vers ISS dans le cadre du programme COTS.

Orbital travaille sur Antares depuis maintenant 4 ans, en parallèle avec les lanceurs Pegasus, Taurus XL et Minotaur conçue pour des petites charges. Le Taurus XL a subit plusieurs échecs sur ses 2 derniers vols, la coiffe refusant de se séparer. Donné un nouveau nom à ce lanceur permettra de lui donner une nouvelle chance auprès du public et de le différencier du Taurus XL.

Antares en version de base, 110 est un lanceur qui combine la propulsion liquide et solide. Haut de 40,5 m pour une masse de 282 tonnes, il est composé d'un premier étage de 27 m de long et 3,9 m de diamètre avec réservoirs en aluminium propulsé par 2 moteurs Aerojet A26-62 à kérosène et LOX, version modernisée des anciens NK33 russe. Les réservoirs étant construit en Ukraine par la firme qui fabrique les Zenith. Le second étage placé dans l'inter-étage est à poudre. D'un diamètre de 2,36 m, il est propulsé par un moteur Castor 30A d'ATK ou 30B (version 120) ou 30 XL (version130)'. Une coiffe de 3,9 m de diamètre et 9 m de hauteur est posé au sommet. En option, un 3eme étage BTS (Bi-Propellant Third Stage, ancien ORK, Orbit Raising Kit) est proposé ainsi qu'un moteur Star 48V.
La capacité de lancement est de 4600 kg en LEO pour la version 110 et 5100 pour la version 130. Les versions 131 et132 à 3 étage pourront placer respectivement 5600 kg en LEO et 1800 kg en GTO.

Après son vol du printemps, Antares devra réaliser une série de mission vers ISS en envoyant son cargo Cygnus. La NASA a passé un contrat pour 8 vols (1,9 millions $) jusqu'en 2015. Orbital se retrouve en concurrence avec le Dragon de Space X. La firme a déjà reçu 288 millions $ pour le COTS

Antares se déclinera en plusieurs versions selon la nature du premier étage , 1 pour l'étage de base, du second étage, 1 avec le Castor 30A, 2 avec le Castor 30B B et 3 pour XL et l'option de l'étage supérieur 1 pour le BTS, HAPS Hydrazine Propulsion System dérivé du orbital STAR et 2 pour le Star 48 et 0 sans étage supérieur. 

2012

Avril, un étage "pathfinder" d'Antares" (véhicule 1) est amené sur le pad de Wallops pour des tests mécaniques. En octobre, c'est un essais de remplissage qui est réalisé. Il ne se terminera pas avant janvier 2013, suite au passage de l'ouragan Sandy.

2013

22 février, une mise à feu sur le pad est réalisé par le premier étage Pathfinder. La mise a feu a lieu à 23h TU depuis le pad 0A et dure 23 secondes, le temps de monté en puissance des 2 moteurs AJ26.

Le 7 avril 2013, le lanceur n°2 est amené sur le pad pour un tir le 17. Une simulation de compte a rebours est réalisée le 13. Les contrôleurs s’entraînent sur la première phase de lancement de la fusée Antares. La répétition permet à l'équipe de lancement, à la plate-forme de lancement et à la fusée elle-même d' imiter les conditions du lancement réel. Le décollage est prévu dans une fenêtre de trois heures à partir de 21h00 GMT. Après un jour à examiner les données recueillies pendant ce test, les ingénieurs donnent le "go for launch" et procèdent aux préparatifs de vol.

17 avril, les préparatifs débutent à T-8 h par le traditionnel "call to station". Le pad est évacué à T-6h30mn en vue du remplissage en kérosène du premier étage et de l'oxygène (T-1h30mn). A moins de 10 minutes, le détachement d'une  d'un câble Ethernet sur la prise ombilicale du second étage reporte le lancement de 48 heures.
Le 19, les conditions météo ne sont pas favorables. Le 20, les vents forts en altitude repousse à nouveau le lancement.

Le 21 avril, la mission "A-1" débute avec le lancement depuis Wallops Island à 21h TU. Les 333 tonnes des 2 moteurs Aerojet 26 (ancien NK33 russe) propulsent les 277 tonnes du lanceur au dessus de l'Atlantique. Après 235 secondes a lieu la séparation du premier étage. Durant 93 secondes, le lanceur est en phase balistique. La coiffe se détache à T+320 secondes suivit de l'inter-étage 10 secondes plus tard. A T+328 secondes, le second étage à poudre ATK CAstor 30A est allumé pour 155 secondes. La mise en orbite de la maquette de la cabine Cygnus (3800kg) est réalisé après 10 minutes de vol à 241-260 km d'altitude.

9 autres vols sont programmées pour Antares avec le cargo Cygnus dans le cadre du programme COTS. Au cours du prochain vol en juin, Cygnus s'approchera de la station et en septembre sera réalisée la première capture. Les 3eme et 4eme vol utiliseront la version Antares 120 avec un moteur Castor 30B. OSC a reçu 1,9 milliard$ de la NASA et Space X 1,6 pour 12 cargo Dragon.

 

Le moteur AJ 26 pour AeroJet est construit d'après le NK33 à Sacramento en Californie avant d'être envoyé au centre Stennis pour les tests d'acceptance. Il est ensuite envoyé à Wallops Island pour intégration avec le lanceur. Aerojet a acheté 40 moteurs NK33 développé dans les années 60 pour le lanceur soviétique N1.Le NK33 développé par Kuznetsov devait voler sur le lanceur N1, exemplaire 8L, mais le programme est entre temps annulé et les 150 moteurs construits sont alors stockés dans un entrepot à la barbe des officiels. Avec le développement du système Energia, le moteur n'est pas réutilisé, les autorités préférant le RD 170. En 1990, les motoristes occidentaux découvrent lors d'un salon la technologie russe. Aérojet achète 36 moteurs pour 1 millions $ pièce ainsi qu'une licence.

Baptisé AJ26-58, il devait équiper le lanceur Kisler K1 dans le cadre du programme COTS. Lorsque le K1 n'est pas sélectionné c'est Orbital qui reprend la motorisation pour le Taurus 2, rebaptisé Antares.Le AJ26 n'est pas un NK33 avec un nouveau numéro de série dessus mais un moteur complètement restauré et garanti (vérins, câblages modernisés et nouveau matériaux). Le NK33 est un moteur de 150 tonnes de poussé brûlant du kérosène et du LOX. Une partie des ergols sont ainsi brûlé dans une pré chambre pour actionner les turbo pompes et les gaz de sorties sont injectés dans la chambre principale. Cela permet d'utiliser l'ensemble des gaz pour générer la poussée et d'obtenir une pression élevée dans la chambre de combustion avec un rendement élevé (IPS supérieur). Cette technologie n'a jamais été utilisé par les Américians avec succès. La tuyère est en métal ondulé, soudé à un revêtement intérieur et extérieur. La pompe utilise un arbre commun, ce qui allégé sa masse. Le rapport poussée poids est de 136 pour 1, le plus élevé de tous les moteurs existant. Cette technique, dite à combustion étagée utilisant un mélange riche en LOX se retrouve dans le RD 170-171 et leur dérivés RD 180-191. A l'automne 2009, les russes testent le NK33 prés de Samara. Un essais de 220 secondes est réalisé le 1er octobre suivit d'un test avorté. Les essais se terminent début 2010. Le moteur accumule 600 secondes de fonctionnement. Un pathfinder est envoyé au centre Stenis en février 2010 pour vérifier les changements apportés par Aerojet. En novembre, le moteur marche 10 secondes. Le moteur E2 est testé en décembre puis monté sur le premier étage du Taurus 2.

Septembre, le lancement du premier Cygnus vers ISS est prévu pour le 17 septembre. Le départ du cargo japonais HTV4 laisse le port d'amarrage libre pour le vaisseau. Le 4 septembre, Cygnus est attaché sur l'étage supérieur du lanceur Antares. Les derniers équipements sont chargés dans le module pressurisé et la coiffe est mis en place le 7. Le rollout du lanceur est prévu le 13 pour un lancement le 17 à 15h16 TU depuis le pad OA de Wallop Island.

14 septembre, suite à une réunion d'examen de lancement qui s'est tenue dans la matinée, Orbital Sciences a décidé de reporter le lancement de la mission de démonstration COTS Orb-D1 pour au moins 24 heures. La combinaison de mauvais temps d'hier qui a retardé le roll-out du lanceur et un problème technique identifié lors d'un test de systèmes combinés qui s'est tenue dans la soiréer concernant les communications entre les équipements au sol et l'ordinateur de vol de la fusée a conduit à la décision de retarder le lancement. Après inspections et essais, le problème a été trouvé (câble inopérant). Le lancement est prévu le 18 septembre entre 14h50 et 15h05 GMT.

18 septembre, la mission Orb D1 (Orbital Demonstration 1) commence à 14h58 TU avec le lancement d'Antares porteur du cargo Gygnus 1. Le décompte a été arrêté quelques minutes juste avant le remplissage du premier étage et par un "red" météo. Au décollage, les 2 moteurs AJ26 propulsent le lanceur sous une poussée de 300 tonnes. Au bout de 3mn 53 s, le premier étage s'éteint et se sépare du lanceur. Suit ensuite une phase balistique de 91 secondes avant l'allumage du second étage juste après le largage de la coiffe (T+5mn 09 s). Le moteur à poudre Castor 30 brûle durant 153 secondes et s'éteint à la mise en orbite à 240 km d'altitude. Le cargo est ensuite séparé.  Cygnus emporte pour son premier vol 620 kg de fret pour ISS constitué de sac M-01 et M-02. L'approche vers ISS va durer 6 jours, les 3 premiers jours servant pour la calibration et le test des systèmes de vol. Une série de 5 mises à feu va permettre de rejoindre la station d'une altitude de 240 km à 4 km.

L'amarrage à ISS prévu le 22 septembre est repoussé suite à un problème de configuration de logiciel sur le GPS. C'est le 29 que le Cygnus est agrippé par le bras de la station commandé par Parmitto.

Après le succès du vol de démonstration vers ISS, Orbital prépare le premier vol opérationnel du Cygnus (Orb 1) prévu pour mi décembre. Les 2 éléments du cargo, le PCC (Pressurized Cargo Carrier) et le SMC (Service Module of Cygnus) sont sur la base de Walopp Island depuis plusieurs semaines pour le "processing" final. Après chargement du cargo, le module de service est rempli de carburant et les deux assemblés. Le 9 décembre, le lanceur Antares est mis sur son transporteur érecteur. Pour ce vol, le lanceur vole en configuration 120 avec un second étage Castor 30B, la version XL ne sera disponible qu'en 2014. Le 11 décembre, Cygnus est assemblé sur le lanceur Antares 120. Commence alors les opérations de chargement du cargo avec notamment 33 cubeSats. Le 15 décembre, le cargo est verrouillé.
Le 17 décembre, le lanceur est amené sur le pad 0A pour un lancement le 20.

Cygnus Orb 1 au sommet d'Antares 120 décolle finalement le 9 janvier 2014 et place sa charge sur orbite. Le 13 juillet, la dernière Antares 120 lance Cygnus Orb 2.

Le vol Cygnus  CRS3 doit utiliser la version Antares 130 avec des moteurs NK 33 plus puissants et un étage supérieur Castor 30XL. Le 28 octobre 2014, le cinquième vol du lanceur Antares est un échec suite à la défaillance de la propulsion principale du premier étage. Peu après le décollage, les panaches de gaz expulsés par les moteurs s'épaississent. Douze secondes après le décollage, la partie inférieure du lanceur explose tandis que le reste de la fusée retombe sur la zone du pas de tir avant d'exploser à son tour. La zone de lancement est fortement endommagée mais aucune victime n'est à déplorer.

Orbital Science modifie ces plans et annonce qu'elle n'utilisera plus ce moteur. En mai 2014, un moteur de ce type, testé sur un banc d'essais, avait été détruit trente secondes après sa mise à feu. L'enquête réalisée à l'époque avait abouti à des mesures correctives qui avaient permis la reprise des vols.

Les premiers éléments de l'enquête indiquent que la défaillance d'une turbopompe d'un des deux moteurs-fusées du premier étage est sans doute à l'origine de la perte du lanceur. Les moteurs AJ26, qui propulsent le premier étage, sont des moteurs russes NK-33 construits au début des années 1970, dont il subsistait environ 150 exemplaires. Ils ont été remis en état et modernisés au niveau de l'électronique par le motoriste américain Aerojet. Les enquêteurs confirment que la perte du lanceur est liée à un problème de corrosion. Pour remplacer temporairement le lanceur indisponible et respecter l'échéancier du contrat COTS signé avec la NASA, Orbital décide de confier au lanceur Atlas V 401 le lancement de deux missions de ravitaillement de la Station spatiale internationale, CRS 4 et 5 en décembre 2015 et mars 2016.

Les lancements sont gelés durant 2 ans et le constructeur développe une nouvelle famille, baptisée Antares-200 qui utilise au niveau du premier étage un nouveau moteur beaucoup plus puissant, le moteur russe RD 181, une variante du RD-191 conçue pour remplacer le NK-33 sans changement structurel majeur du lanceur. Le premier étage en lui-même est conçu par le Bureau d'études Ioujnoïe de Dnipropetrovsk, en Ukraine. Le remplacement des moteurs russes NK-33 du premier étage du lanceur Antares était prévue à terme dès le départ. La perte de la mission Orb-3 accélère seulement ce remplacement qui est désormais programmé en 2016. Plusieurs pistes sont étudiées comme la relance de la chaîne de fabrication en Russie ou la fabrication sous licence par Aerojet aux États-Unis. La question devient plus cruciale en 2014 avec le regain de tension entre la Russie et les États-Unis qui fait suite à la crise ukrainienne de 2013-2014. Ce contexte remet en effet en question les importations en provenance de la Russie dans des domaines jugés stratégiques comme la motorisation des lanceurs. Malgré les relations pesantes avec la Russie, Orbital choisit de remplacer le NK-33 par le moteur RD-181 développé par le même constructeur russe. Il s'agit d'une version adapté au lanceur du RD-191 qui développe une poussée de 192 tonnes au sol.

 

Le moteur RD-181, dont deux exemplaires propulsent le premier étage de l'Antares 200 est développé par le motoriste russe NPO Energomash. Il s'agit d'une version export du RD-191 utilisée par la fusée russe Angara. Le RD-181 est un moteur-fusée à ergols liquides qui dérive du RD-170 mis au point pour la propulsion de la fusée géante Energia et utilisé depuis cette époque par la fusée Zenit (version RD-171). Alors que le RD-170 comporte 4 chambres de combustion le RD-181/RD-191 en comporte une seule et sa poussée est réduite en conséquence : 2085 kN dans le vide et 1920 kN au niveau de la mer. Le RD-181 est, comme son ainé, un moteur à combustion étagée qui brûle un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. Grâce à cette architecture technique performante il dispose d'une impulsion spécifique élevée de 339 s dans le vide et de 312 secondes au niveau de la mer. La poussée peut être modulée entre 47 et 105 % de la puissance nominale. L'orientation du moteur peut être écartée de 5 degrés de la verticale selon deux axes à l'aide de vérins hydrauliques utilisant les gaz produits par le générateur de gaz des moteurs, ce qui permet de contrôler la direction de la poussée et d'orienter la fusée en lacet et tangage. Le moteur utilise un ratio combustible/oxydant différent de son prédécesseur et fournit une poussée plus importante. Aucun changement n'a été apporté à la taille des réservoirs du premier étage alors que celle-ci aurait dû être modifiée pour optimiser les performances du lanceur. Pour cette raison les moteurs ne fonctionnent pas à pleine poussée. Malgré cela, cette version du lanceur dispose d'une capacité améliorée de 20 % (7 tonnes en orbite basse au lieu de 6 pour l'Antares 130).

Le nouveau lanceur, baptisé Antares 230 peut placer 6600 kg en LEO vers ISS avec un étage supérieur Castor 30XL. d'autres version, 221, 231, 222, 232 sont aussi en études avec des étages castror 30B et XL et des étages BTS et Star 48 en complément.

Les installations de lancement de Wallops Islands, endommagées par l'explosion du lanceur qui s'est produite peu après le décollage, sont remises en état pour un cout de 15 millions de dollars américains. Les travaux s'achèvent dès septembre 2015. Le premier vol de la nouvelle version du lanceur (série 200), plus puissant, est planifié initialement mi 2016 mais est repoussé à plusieurs reprises jusqu’en octobre de cette année. Le premier lanceur remotorisé dans la version à deux étages la plus performante (Antares 230) est lancé le 17 octobre 2016 (23h40 TU) avec Cygnus CRS 6 transportant 2,3 tonnes de matériel à destination d'ISS.

Antares 230 lance tous les cargos Cygnus avec succès jusqu'en mai 2023, CRS 18, NG19.

Le 14 janvier 2016, la NASA a attribué trois contrats de fret vers ISS via CRS-2 Commercial Resupply Services 2). Cygnus d'Orbital ATK était l'un de ces contrats. Le lanceur Antares est alors modernisé. Les améliorations les plus importantes sont des modifications structurelles de la baie inter réservoirs (entre le réservoirs LO ₂ et RP-1) et la travée avant (avant du LOX ). Orbital ATK améliore l'hébergement de la charge utile, y compris une fonction "pop-top" incorporée dans la coiffe pour permettre le chargement en dernière minute une charge de fret tardive et une structure d'adaptateur de coiffe optimisée. De plus, la société travaille sur des améliorations de trajectoire via un "pilote automatique à libération de charge" qui fournira une plus grande capacité de masse en orbite. Auparavant, il était entendu que ces mises à niveau prévues de la série Antares 230 créeraient un véhicule connu sous le nom de série Antares 300. En mai 2018, le responsable du programme Antares Kurt Eberly a indiqué que les mises à niveau seront appelées Antares 230+.

Le vol NG11 en avril 2019 est le premier à utiliser un cône de nez amovible spécialisé au sommet de la coiffe appelé "pop-top" et une installation mobile de traitement de la charge utile afin de fournir un accès direct au vaisseau spatial Cygnus pour le chargement de la cargaison 24 heures seulement avant le lancement. Une simulation avec des étages fictifs ont eu lieu sur le pad de Walopp Island  couplés à un Cygnus de démonstration et au nouveau carénage NG-11 avec le pop-top à l'avant.
Le calendrier actuel du programme pour le chargement final de la cargaison est de quatre jours avant le lancement, Antares se déployant sur le pad deux jours avant le lancement. Pour les opérations de chargement tardif, Antares roulera jusqu'au pad quatre jours avant le lancement et accouplera toutes les connexions nécessaires au lancement, à l'exception de la ligne de chargement d'oxygène liquide. L'équipe élèvera ensuite Antares à sa position de lancement verticale et effectuera un test complet des systèmes combinés pour vérifier que tous les systèmes fonctionnent correctement.
Une fois tous les tests de pré-lancement terminés, les opérateurs abaisseront l'Antares en position horizontale, manœuvreront l'installation de traitement de la charge utile mobile sur l'avant du carénage et scelleront l'ouverture pour fournir un environnement de salle blanche. L'équipe mettra ensuite des plates-formes en place, retirera le pop-top du cône de nez, ouvrira la trappe Cygnus et chargera la dernière cargaison urgente. Une fois le chargement terminé, les opérateurs fermeront l'écoutille, retireront l'installation de traitement de la charge utile mobile, relèveront à nouveau l'Antares à la verticale et effectueront toutes les connexions au sol finales en vue du lancement. En plus de la fonction pop-top, il s'agit du premier carénage construit en interne dans la grande usine de fabrication de composites de Northrop Grumman à Iuka, Mississippi.

NG-12, lancé le 2 novembre 2019, était la première mission CRS-2 de la NASA vers l'ISS utilisant les 230+ mises à niveau.  Antares 230+ lance 8 autres Cygnus avec succès.

L'avenir de la série 200 est devenu incertain suite à l' invasion russe de l'Ukraine en 2022. En raison de la production du premier étage en Ukraine et des moteurs en Russie, la production future du lanceur n'a pas pu se poursuivre. Il reste 2 lanceurs Antares 230+ pour lancer 2 Cygnus vers ISS. En conséquence, Northrop Grumman conclu un accord avec Firefly Aerospace en aout 2022 pour construire le premier étage de la série Antares 300, qui est similaire au lanceur MLV , et présente les mêmes structures composites ainsi que 7 moteurs Miranda produisant 720 tonnes de poussée - nettement supérieure au premier étage de la série 200 précédente. Northrop Grumman déclare que le nouveau premier étage augmente considérablement la capacité de masse d'Antares. Northrop a également passé un contrat avec SpaceX pour 3 lancements de Cygnus (NG 20, 21 et 22) sur le Falcon 9. Antares 330 devrait lancer en 2025 le Cygnus NG 23 et 24 et en 2026, le NG 25.  

Illustration d'Antares 330. Firefly Aerospace, qui développe actuellement sa propre gamme de fusées en commençant par un petit lanceur de satellites appelé "Alpha", devrait construire le premier étage de cette nouvelle fusée Antares 330 améliorée. Northrop Grumman fournira l'avionique et les logiciels ainsi que l'étage supérieur du véhicule. Le nouveau premier étage de l'Antares 330 utilisera la technologie des composites de Firefly Aerospace et utilisera 7 moteurs Miranda disposés en cercle avec un central alimentés par de l'oxygène liquide et du kérosène RP 1, délivrant plus de 730 tonnes de poussée au décollage. Northrop Grumman devrait intégrer le véhicule final dans ses installations de Wallops Island, en Virginie, comme il l'a fait pour toutes les fusées Antares précédentes. Antares 300 devrait sensiblement augmenter la capacité de lancement en LEO avec plus 30%, soit 10 500 kg. Antares 300 devrait pouvoir charger près de 5000 kg de fret pour ISS. Northrop Grumman et Firefly Aerospace n'ont donné aucune estimation des coûts ni aucun calendrier pour le développement de la fusée améliorée, un processus qui pourrait prendre des années. Firefly Aerospace développe actuellement sa fusée Alpha, qui est une fusée beaucoup plus petite qu'Antares. Il n'a été lancé qu'une seule fois, en septembre 2021 ce qui s'est soldé par un échec lors de la première étape d'ascension .