天鹅座宇宙飞船的研发背景

美国航天飞机宣布退役后，自2000年8月起国际太空站的补给任务便逐渐由无人载具的定期发射任务取代，这包括有俄罗斯联邦太空局的进步号太空船、欧洲空间局的自动传送载具、宇宙航空研究开发机构的H-II传送载具与SpaceX的天龙号太空船。美国国家航空航天局借由与天鹅座宇宙飞船建立合作关系，进一步发展自身国内的航空与航天工，并与基斯特勒火箭机（Rocketplane Kistler）公司开展合作。

在基斯特勒火箭机（Rocketplane Kistler）公司宣布其K-1火箭发展计划无法达成资金拨款的义务要求后，美国国家航空航天局于2007年10月18日决定终止合作协议，连带也解除商业轨道运输服务重新竞标时与基斯特勒火箭机公司的第二次合作可能。

2008年2月19日，美国国家航空航天局宣布选择了轨道科学公司的方案。

2008年12月23日，美国国家航空航天局提供轨道科学公司19亿美元的商业轨道运输服务（Commercial Orbital Transportation Services）之合作协定，而根据协定轨道科学公司必须在2016年以前借由8次天鹅座宇宙飞船任务运送多达20吨的货物抵达国际太空站上。

2010年4月时，在科罗拉多州科罗拉多泉举办的国家太空研讨会（National Space Symposium）上展示了天鹅座宇宙飞船于轨道上航行的全尺寸模型。

2010年12月时，轨道科学公司则推出负责装载天鹅座宇宙飞船的中级运载火箭安塔瑞斯火箭。