2004年1月，美国总统布什正式宣布了“三部曲”：先是于2007年前后发射一颗“人造月球卫星”，在它绕月运转期间，向月球发射几枚特别的导弹“地堡克星”，这种导弹能穿透月球表面地层数米，其高能量又能使所带的仪器在地下开始工作，最后寻找到几个可以建立适合人类居住与工作的基地；第二步是在2008年开发一种“乘员探索飞行器(CEV)”，以替代现在所用的航天飞机，2014年正式投入使用；第三步是正式登月，先于2008年前后发射无人驾驶的月球探测器登陆，做好一系列的先行工作，然后在2018年让美国宇航员重返月球，在月面上建立永久性的“月球基地”。
在美国总统布什提出建立月球基地的计划后，美国“拯救文明联盟”组织提出“月球方舟”计划，要在月球上储存地球物种的DNA样本和人类文明知识，以防万一地球遭遇全球性的毁灭性灾难，那么储存在月球的生物DNA样本仍然可以用来重新把人类和万物复原。
提出“月球方舟”计划的“拯救文明联盟”组织成员并不是科学狂热主义者，他们都是非常严肃的科学家。
美国这一次的登月计划中将采用新一代宇宙飞船系统。整个系统包括载人型和载货型两种“乘员探索飞行器”，以及“月球着陆器”和“地球出发站”，他们分别相当于当年登月的“阿波罗”飞船的指令舱、登月舱和服务舱。
载人型“乘员探索飞行器”有5.5米长，可多次重复使用；载货型“乘员探索飞行器”长度几乎是载人型的2倍，载货量至少是航天飞机的5倍。
“乘员探索飞行器”系统抛弃了航天飞机的设计理念，与航天飞机相比，有更高的安全系数。
美国这次重返月球计划与当年的“阿波罗”载人登月工程有很大的不同，如载人型“乘员探索飞行器”比“阿波罗”飞船大2倍，体重也增加了一半以上，达25吨，所以除能搭载4～6名航天员外，还能运送大批物资到月球，为将来的连续登月作准备。他所运送的物资数量可以帮助航天员在月球上生活6个月的时间。而“阿波罗”飞船只能运送3人，让2人在月球表面登陆。
按照计划，美国在2018年打开重新登月的大门后，将以每年至少两次的频率继续登月，每组航天员可以在月球停留半年，像“国际空间站”的操作模式一样，负责那里的日常运作并完成相关使命。
最终，美国将在月球南极建立一个航天员常驻月球基地。在该地区建立基地是因为那里有大量氢，可能还拥有水冰。这对人类最终实现载人登火星极为重要，因为若能实现从月球向火星发射载人航天器，不仅可以大大节约发射成本，而且还可以利用月球资源。建立月球基地也可以为未来火星登陆计划积累经验和进行相关的技术准备。