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きぼう
船体 > 衛星間通信システム (ICS)

衛星間通信システム（Inter-orbit Communication System:ICS）は、データ中継衛星こだま（DRTS）を介して筑波宇宙センターとデータ・画像・音声などの双方向通信を行う日本独自の通信システムである。船内実験室の与圧系サブシステム（ICS Pressurized Module subsystem:ICS-PM）でデータ処理を行い、2J/Aミッションで船外実験プラットフォームに設置された直径約80cmのアンテナを持つ曝露系サブシステム（ICS Exposed Facility subsystem:ICS-EF、船外実験プラットフォームのEFU#7に設置された）で中継衛星・地上とを繋ぐ。
ICS-EFの送受信用アンテナは自らの姿勢が変動してもこだまを自動追尾できるようになっている。ICSとこだまを利用して、こだまが2017年8月5日に退役するまでの間、きぼうで行われた実験データのダウンリンクに使われていた。また、2014年6月にNASAからこだまをTDRSの予備回線として使いたいと打診があり予備として用いられたが、TDRSが健全であったため実際に予備回線として使われることはなかった。通信速度は、地上へのダウンリンクが50Mbps、地上からのアップリンクが3Mbpsとなっており、きぼうから地上へのハイビジョン映像の送信にも使われている。
大きさ - ICS-PM・2.0m×1.0m×0.9m、ICS-EF・アンテナ収納時1.1m×0.8m×2.0m、ICS-EF・アンテナ展開時2.2m×0.8m×2.0m
重さ - ICS-PM・330kg、ICS-EF・310kg
通信速度・周波数・変調方式 - ICSから地上・50Mbps・約26GHz・QPSK（Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調）、地上からICS・3Mbps・約23GHz・BPSK（Binary Phase Shift Keying:二位相偏移変調）
DRTS可視時間（理論値） - 1日あたり計約7.8時間（DRTSが1機の場合）、1回あたり最大約40分
各方向から見たきぼう
進行方向側（前方）から見たきぼう、左上はHTV（こうのとり）2号機。（2011年3月）
進行方向の反対側（後方）から見たきぼう。写真上部が天底側、下部が天頂側。（2009年7月）
天頂側から見たきぼう（2011年5月）
地心側から見たきぼう（2010年2月）
実験装置

きぼうの置かれている宇宙環境は過酷で、10-6～10-4Gの微小重力で、様々な宇宙放射線が飛び交い、10-5Paの高真空で僅かにある周囲の大気組成は85%が原子状酸素となっており、太陽エネルギーは1.4kw/m2に上る。ISS計画はこうした特殊な環境を利用して、宇宙での実験・研究・観測などを行うのが目的であり、きぼうは実験施設として様々な船内・船外実験装置を運用している。スペースシャトルの打上げ能力の制限のため、打ち上げ時には実験ラックは2台しか装置を搭載しておらず、残りはアメリカの実験装置できぼうに移設されている。また、2011年以降に順次HTVで残りの実験ラックを輸送している。きぼうで最初に行われた実験は、2008年8月22日午前6時53分から始まった流体実験ラックで行われたマランゴニ対流実験である。
実験装置 > 船内実験室実験装置

きぼう船内実験室には実験ラックの設置する場所が10か所あり、その内米国、欧州と共通の国際標準実験ラック (ISPR) をJAXAが5基、NASAが5基設置する。NASAは一部の実験装置をきぼうに移設している。2009年夏のSTS-128でISPRと同じ大きさのISS長期滞在員用の個室1台を「きぼう」内に運んで仮設置した（野口聡一宇宙飛行士が利用）が、2010年9月にこの個室はハーモニーへ移設されている。
JAXAが設置しているラックは以下の通り。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 流体実験ラック (RYUTAI)

流体実験ラック（Ryutai Experiment Rack:RYUTAI）は、1J/Aミッションで船内保管室に搭載して打ち上げられ、1Jミッションで船内実験室に移設された。マランゴニ対流の観察や結晶成長実験などを行う装置を搭載し、結晶生成の仕組みの解明や結晶成長制御技術の開発を行うための実験を行う。
流体物理実験装置 (Fluid Physics Experiment Facility:FPEF) - 沸騰、熱伝達、濡れ性、燃焼、泡挙動、マランゴニ対流などの流体の動きを、地球の重力の影響を排して微小重力環境下で実験・観察を行う。
溶液結晶化観察装置 (Solution Crystallization Observation Facility:SCOF) - 自然対流の発生しない宇宙空間で、結晶の形・組織・温度・濃度・生成成長過程の様子を観察する。
蛋白質結晶生成装置 (Protein Crystallization Research Facility:PCRF) - セルカートリッジが6つあり、それぞれ個別に蛋白質の個性に合った温度、濃度、圧力などの条件を細かく設定ができる。
画像取得処理装置 (Image Processing Unit:IPU) - 地上へ送信できなかった実験画像データを、同時にモニター・録画（データ保存用ハードディスク120Gバイトを最大6台搭載可能）し圧縮（MPEG2方式、6チャンネル同時）処理を行い、伝送ラインを用いて地上に送る機能を持つ。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 細胞実験ラック (SAIBO)

細胞実験ラック（Saibo Experiment Rack:Saibo）は、1J/Aミッションで船内保管室に搭載して打ち上げられ、1Jミッションで船内実験室に移設された。植物や細胞などを培養する装置を搭載し、宇宙環境が生物にどのような影響を与えるのかを解明するための実験を行う。
細胞培養装置 (Cell Biology Experiment Facility:CBEF) - 微小重力培養室と回転テーブルによる最大2Gまでの人工重力を起こせる培養室の2つの培養室を持っている。
クリーンベンチ (Clean Bench:CB) - 生物実験で実験試料がカビやほこりに汚染されないよう、微小粒子が100から1,000個の環境を作り出す装置。2018年8月2日現在、運用を行っていない。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 勾配炉ラック (KOBAIRO)

勾配炉ラック（KOBAIRO Rack:KOBAIRO）は、2011年1月にHTV2号機で運搬されて設置された。
温度勾配炉（Gradient Heating Furnace:GHF） - 試料を最高摂氏1,600度まで加熱して融解、冷却、結晶化して半導体の性質を研究する材料実験ラック。最大15個の試料をあらかじめ搭乗員が装着しておくことにより、地上からの遠隔操作で試料の交換や実験操作が可能である。炉体部 (GHF-Material Processing Unit:GHF-MP)、試料自動交換機構 (Sample Cartridge Automatic Exchange Mechanism:SCAM)、制御装置 (GHF-Control Equipment:GHF-CE)の3つで構成されている。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 多目的実験ラック (MSPR)

多目的実験ラック (Multi-purpose Small Payload Rack:MSPR)は、2011年1月にHTV2号機で運搬されて設置された。大型実験装置用のワークボリューム（WV）、小型実験装置用の小規模実験エリア（SEA）、作業台のワークベンチ（WB）からなっており、電力・通信・ガスといった各リソースを提供し、以下の実験装置を入れ替えることにより様々な実験が行える。
燃焼実験チャンバー (Chamber for Combustion Experiment:CCE)（HTV2で運搬） - 多目的実験ラックのワークボリューム内に設置されている燃焼実験を行うための装置。
水棲生物実験装置 (Aquatic Habitat:AQH)（HTV3で運搬） - モデル生物であるメダカとゼブラフィッシュを90日間かけて3世代の継代飼育を行う装置。2018年8月2日現在、運用を行っていない。
液滴群燃焼実験供試体（Group Combustion Experiment Module:GCEM）（HTV5で運搬） - 熱による自然対流が起きない微小重力下で燃料液滴群（燃料を微小粒子化したものの群体）の燃焼の仕組みを観察する装置。
沸騰・二相流体ループを用いた気液界面形成と熱伝達特性（Interfacial Behaviors and Heat Transfer Characteristics in Boiling Two-Phase Flow:TPF)（HTV6で運搬） - 無重力化で液体の熱の伝わりやすさを調べ、得られたデータを人工衛星、探査機、宇宙基地などの排熱システムの設計に応用させるためのデータベース構築を行う実験。
微粒化観察装置（Atomization Observation Equipment:AOE） - 無重力環境下で液糸が分かれていく過程をハイスピードカメラで撮る装置。この実験により明らかにされた新しい微粒化概念を噴霧燃焼シミュレーターに反映させ、新型エンジン開発に応用する。
次世代水再生実証システム（JEM Water Recovery System: JWRS）（開発中） - 現在ISSで使われている水再生システムより、小型で消費電力が少なく再生効率の高い、保守整備が容易な次世代型水再生システムを開発するにあたって、小型の実証システムを先に開発し、きぼうで実証実験を行う予定。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 多目的実験ラック2 (MSPR-2)

多目的実験ラック2 (Multi-purpose Small Payload Rack 2:MSPR-2)は、2015年8月にHTV5号機で運搬されて設置された。
静電浮遊炉 (Electrostatic Levitation Furnace:ELF)（HTV5で運搬） - 地上では容器から不純物が入るため、微小重力下で静電気を使ってガラスなどの材料を浮かせ、複数のレーザーを照射して溶かしたり固めたりすることができる装置。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > 冷凍・冷蔵庫 (MELFI)

冷凍・冷蔵庫（Minus Eighty degree Celsius Laboratory Freezer for ISS:MELFI）は、ESAが開発した窒素ガスを冷媒にした冷凍・冷蔵庫である。スペースシャトルSTS-121、STS-128、STS-131の3回に分けて打ち上げられ、アメリカはこの内2台をきぼうに移設しており、その内MELFI-1は日本が15%の利用権を持っている。4つの冷凍室があり、-80度、-26度、+4度に温度を設定でき、常温の実験試料を3時間以内に-80度まで冷却でき、8時間停電しても設定温度を維持できる性能を持っている。実験試料を冷却したまま運べるようになっており、15回の打ち上げと10年間の運用ができるようになっている。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > EXPRESS Rack 4及び5

EXPRESS Rack 4（Expedite the Processing of Experiment to the Space Station Rack 4）及びEXPRESS Rack 5は、2001年8月にスペースシャトルSTS-105で打ち上げられたNASAの実験ラック。EXPRESSラックは国際標準実験ラック（ISPR）の一種で、実験装置に対する電力、通信、真空排気、窒素ガス、冷却（水冷・空冷）、水、取付け機構などの供給機能を持っており、複数分野にわたる科学実験を円滑に進める目的でマーシャル宇宙飛行センター（MSFC）とボーイング社によって開発された。地上から遠隔操作でき、マーシャル宇宙飛行センターにある搭載物運営統合センター（Payload Operations and Integration Center:POIC）で、ペイロード開発者又はペイロードラックオフィサー（PRO）が操作を行う。EXPRESS Rack 4と5は、最初デスティニーに設置され、その後きぼうに移されている。2014年8月31日までの稼働時間はEXPRESS Rack 4が93,654時間で、EXPRESS Rack 5が845時間となっている。ラップトップコンピューターには、Lenovo T61pが用いられている。
「EXPRESS Rack 4」搭載機器（2017年時点）
DECLIC（Device for the Study of Critical Liquids & Crystallization） - 流体学に関する実験機器。
NanoRacksプラットフォーム（NanoRacks Platforms） - 実験プラットフォームとして各種実験が行えるNanoRacksモジュールに電力・通信機能を提供し、最大で16のペイロードを搭載できる
ELITE-S2（ELaboratore Immagini TElevisive - Space 2） - 宇宙船設計に人間工学を反映させるために無重力化での脳や視覚と運動の関係を明らかにする実験機器。
Plate reader-2 - マイクロプレートリーダーを搭載した実験機器。
TangoLab-1（Payroad Card MultiLab） - カード型のペイロードを複数搭載できる実験機器。
SAMS-II-RTS2（Space Acceleration Measurement System-II Multiple Remote Triaxial Sensor） - ISSに加わる振動や加速度を調べる実験機器
「EXPRESS Rack 5」搭載機器（2017年時点）
MERLIN5（Microgravity Experiment Research Locker Incubator 5） - 実験試料を-20度から+48.5度の間で保存できる冷凍・冷蔵庫・恒温器（インキュベーター）
SG100 Cloud Computer - より高性能でシングルイベント現象を含むより高い耐放射線性を持った低軌道放射線環境下での長期動作・技術実証を行うコンピューター。
LDST（Long Duration Sorbent Testbed） - 吸着剤の長期試験を行う実験機器。
Advanced Plant Habitat - 植物実験を行う実験機器。
SpaceDRUMS（Space Dynamically Responding Ultrasonic Matrix System） - カナダ宇宙庁とギニエ社（Guigne Space Systems）が開発した超音波浮遊炉で、2009年10月から2013年3月まで燃焼合成実験を行っていたが2015年には撤去されている。
実験装置 > 船内実験室実験装置 > その他の機器

受動積算型宇宙放射線線量計（Passive Dosimeter for Lifescience Experiments in Space:PADLES） - 搭乗員や生物試料が受ける宇宙放射線と微小重力環境の影響を調べるためのもので、プラスチック飛跡検出器（CR-39）と熱蛍光線量計（TLD-MSO）の2つの検出器で構成されている生物実験用ドシメーターパッケージと自動線量解析システムのこと。縦横2.5cm、厚さ約5mm。これを利用した「Area PADLES」「Bio PADLES」「Crew PADLES」の3つの宇宙放射線計測実験が行われている。「Area PADLES」は、きぼう船内実験室の両端と中間の四隅に1つずつ計12か所と船内保管室床面の4つと天井に1つの計5か所、合わせて計17か所に設けて計測が行われており、2008年6月以降約半年ごとに回収と交換が行われる。「Bio PADLES」は、研究者からの依頼を受けて行う生物試料の被曝線量計測実験で、幅広い温度環境に対応している。「Crew PADLES」は、宇宙飛行士個人の被曝線量計として被曝管理に使われており、ストラップが付いた携帯用のものである。
宇宙放射線リアルタイムモニター装置（Position Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber:PS-TEPC） - JAXAと高エネルギー加速度研究機構（KEK）が共同開発した、宇宙放射線の線量計測を行う装置で、きぼう船内実験室のエアロック横の壁に設置されている。従来、JAXAの受動型線量計とNASAの能動型計測器を用いて日本人宇宙飛行士の被曝線量管理を行っていたが、測定精度に難があったため、新たに開発されたこの装置でより正確な線量計測技術の技術実証を行う。
微小重力計測装置（Microgravity Measurement Apparatus:MMA） - ISS内の微小重力環境は常に変化し、実験に影響を及ぼすため、3軸の加速度センサーを持っているこの装置で微小重力環境の測定を行う。きぼう内の実験ラックの表面に5個まで設置可能。
「きぼう」搭載用ポータブル冷凍・冷蔵庫（FROST） - 2013年8月にHTV4号機で打ち上げられた小型の冷凍・冷蔵庫である。このFROST1に続き、2017年2月にはFROST2がドラゴン宇宙船10号機（スペースX CRS-10、SpX-10）によって打ち上げられ、計2台がきぼうに設置されている。既存のMELFIは既に飽和状態であり、日本が使える新たな冷凍・冷蔵庫が必要だったため、ツインバード工業の冷凍冷却ユニット「FPSC」（フリーピストン・スターリング方式冷凍機）を基にJAXAなどと共同で開発された。ヘリウムガスを用い、その断熱膨張を利用して最大-70度以上まで冷却可能なスターリング冷却器で、庫内の温度差を±0.5度以内に保てるようになっており、国産の新保冷剤を使って停電時でも最長8時間まで保冷できるようになっている。船内実験室の左側の窓の脇に設置されている。