宇宙ステーション補給機
2010年4月7日 - HTVとH-IIBロケットの開発に携わったJAXAと、三菱重工業、三菱電機、IHIエアロスペース、有人宇宙システム、宇宙技術開発、NEC、川崎重工業、IHI、日本航空電子工業、三菱プレシジョン、三菱スペース・ソフトウエアの11社は第39回日本産業技術大賞において、「HTV/H-ⅡBロケットの開発」として次席の文部科学大臣賞を団体で受賞。
2011年4月11日 - HTVプロジェクトチームの虎野吉彦プロジェクトマネージャ、佐々木宏サブマネージャ、山中浩二ファンクションマネージャが「軌道上有人施設へのランデブドッキングと補給技術に関する研究」で平成23年度「科学技術分野の文部科学大臣表彰」の「科学技術賞(研究部門)」を受賞。
2011年6月10日 - 一般社団法人電波産業会による第22回電波功績賞において、「HTV近傍接近システム通信技術の開発」(Proximity Communication System: PROX)により、JAXA有人宇宙環境利用ミッション本部宇宙ステーション回収機研究開発室と三菱電機HTV近傍接近システム通信技術研究開発グループが「電波功績賞総務大臣賞」を受賞。
宇宙ステーション補給機、H-IIBロケット、きぼうなどを利用した日本の宇宙ステーション計画は毎年400億円ほどの費用がかかり、日本の宇宙予算全体に占めるその高額さが問題視されてきた。これを解消するために、2015年5月、文部科学省宇宙開発利用部会において、2016年から2020年に打ち上げられる3機のHTVのうち1機を、設計を全面的に変更した「新たな宇宙機」とする構想が明らかにされた。また、同年夏に文部科学省は、現行型のHTVの打ち上げは2019年度に打ち上げる9号機までとし、2021年度以降はコストを半減させた新たな宇宙輸送機「HTV-X」を使用することを構想した。なお、従来から検討されてきた#回収機能付加型宇宙ステーション補給機(HTV-R)については計画が中止されている。
2015年12月8日に開催された宇宙開発戦略本部で宇宙基本計画工程表が改訂され、現行型は2019年度に打ち上げる9号機までとし、2021年度以降にHTV-Xに移行することが、宇宙基本計画として正式に決定された。HTV-Xと仮称されたこの新型宇宙機では、開発費用削減のため与圧部は大きな改変を加えずに引き続き活用する一方、前述の太陽電池のパドル化が図られるとともに、これまで分割されていた推進系と電気系モジュールがサービスモジュールに集約されるなど、構造設計が大幅に見直されている。こうしたシステムの効率化や軽量化により、輸送能力を保ったまま製造費用を半減するとしている。
また貨物搭載部の置き換えや機能追加、サービスモジュールの能力向上により、月軌道間輸送機、深宇宙輸送機、軌道上サービス機、HTV-Rのような地球回収システムへの発展性を確保する。
7号機で初めて搭載・使用された小型回収カプセルは、HTV本体に取り付けられた形でISSから離脱し、大気圏再突入直前にHTVから分離される構成となっており、カプセル単独での地球への帰還能力を持たない。そのため試料を回収できるタイミングに制約がある。これを解消し、カプセル単独でISSから放出され地球へ帰還できる自立型回収カプセルの開発が検討されており、HTV-Xでの実用化を目指すとしている。
HTVは人間を乗せての打ち上げこそ行わないものの、ISS係留中に人が立ち入ることができる安全性を有し、無人での単独飛行が可能な宇宙船であることから、HTVを基点とした発展型が構想されてきた。なお、これらの構想は論文や暫定的な計画等で公表されているが、いずれも要素技術の開発に留まったか構想段階で留まっている等、正式に開発が決定したものではない。
2010年に、2011年のスペースシャトルの退役によりISSから実験試料などを持ち帰る手段が減少することが確実となった。2010年の時点で確実に使用可能な手段はソユーズ宇宙船のみであり、ソユーズに搭載できる物資は1機あたり60kgに限られることから、日本独自の物資回収手段となるHTV-Rの開発構想が持ち上がった。HTV-Rの実現により、将来の有人宇宙船開発に向けて大気圏再突入の経験を積むこともできるとされた。
当初、HTV-Rの案には以下の3つが挙げられていた。
与圧部内搭載型小型カプセル案(オプション0)
非与圧部内搭載型(オプション1)
与圧部置換型(オプション2)
オプション0は、従来のHTVをほぼそのまま流用できるため、回収できる重量は小さくなるものの、最も早く回収能力を獲得できることが利点とされた。オプション1は、経費を抑えるため、従来のHTVに対して与圧部から非与圧部に設置する帰還モジュールへのアクセス経路を追加し、非与圧部に収まる大きさで有人機に近い水準の帰還能力と300キログラムの回収能力を獲得する案であり、オプション2は与圧部全体を将来の有人機に近い形状の回収モジュール(HTV Return Vehicle: HRV)に置き換え、有人機に近い形状での帰還能力と無人機として1.6トンの回収能力を獲得する案であった。HRVは最大直径4.4m、高さ3m、重量6.5tとされ、帰還時は揚抗比0.3程度の揚力飛行をすることでペイロードに優しい小さな減速度を実現予定であった。
採用案はオプション2で、2012年8月の宇宙政策委員会第2回会合時点で、2018年度以降の打上げが検討されていた。しかし、2013年10月の第57回宇宙科学技術連合講演会では、予算の問題から開発期間の短縮を図った上記の設計は意味がなくなったとして、デザインを全面的に一新したドラゴン宇宙船に近い案が公表されている。
2014年4月、JAXAは「HTV搭載小型回収カプセルの開発」の技術提案方式の公告を出した。8月には契約相手方の選定結果の公告が出された。2015年10月22日、JAXAは模擬小型回収カプセルの落下試験を北海道大樹航空宇宙実験場の沖合で行った。
2018年9月23日に打ち上げられたこうのとり7号機のペイロードの一つとして小型回収カプセル(HTV Small Re-entry Capsule: HSRC)が搭載され、物資回収技術の技術実証が実施された。
2015年5月に発表されたHTV-Xの構想では、HTV-Xのさらなる将来ミッションへの対応として、HTV-Xの与圧部をカプセル型に置き換えた、HTV-Rのような地球回収システムの構想図が掲げられている。
なお、HTVの与圧部をカプセル方式にした物資回収の考えについては、HTV-Rの構想が出る前の2006年には出ており、翼付きのカプセルやカプセルの有人化にも言及されている。
HTVの推進系を性能向上することで、ISSと月軌道などを連絡する月軌道間輸送機を開発する構想。開発中のLNG推進系は液体水素より宇宙空間での保存が容易で、ヒドラジンより性能や安全性が高いことから、月軌道間輸送機の推進剤にも適しているとして、HTVと組み合わせることで月軌道間輸送機を実現する構想があった。2015年時点では、HTV-Xの開発をする場合には、将来的にHTV-Xの能力や機能を向上させることによって、月軌道間輸送機へと発展させることができるようにすることが言及されている。
JAXAは2015年に有人宇宙船開発の判断を行い、2025年に実用化することを掲げていた。HTVはISS係留中に宇宙飛行士が立ち入るため、有人宇宙船に相当する安全性を備えていることから、日本の有人宇宙船開発の基本になるものと位置付けられている。このため、上述の回収機能付加型宇宙ステーション補給機(HTV-R)を実用化するなど、有人宇宙船の要素技術を開発し、2015年までに有人宇宙船の開発計画をまとめる方針であった。構想では2020年までにHTV-Rを発展させた有人回収カプセルと、無人の有翼再使用型回収システムを開発する。これらを統合し、2025年までに再使用型有人宇宙船を開発するとしていた。
2008年6月に発表された構想によれば、HTVの推進モジュールに4人乗りの有人カプセルを組み合わせることを基本とする。最小構成の重量は6tで、H-IIA202型ロケットでの打ち上げも可能だが、脱出ロケットを持たないため有人打ち上げはできない。最大構成では、脱出ロケットや居住モジュールも搭載され、H-IIBロケットの2段目を大型化して対応する。なお、この構想は2001年にNASDA先端ミッション研究センターが構想を発表した「ふじ」と共通点が多い。
ソユーズ(ソ連およびロシア連邦)や神舟(中華人民共和国)は上から順に脱出ロケット、居住モジュールに相当する部分、有人カプセル、電気・推進部の順なので、脱出ロケットは補給キャリアごとカプセルを脱出させる。HTV有人型は有人カプセル、推進モジュール、居住モジュールの順になるので、脱出時は有人カプセルのみを脱出させる。軌道に到達すると、補給キャリアを後方から前方に入れ替え、ソユーズなどと同じ構成になるとされた。
HTVを基に、日本独自の宇宙ステーションを建設する構想も存在する。補給キャリアの代わりに宇宙ステーションのモジュールを搭載して打ち上げたり、HTV自体を宇宙ステーションの推進機能として利用することが考えられた。
これは、ロシアの宇宙ステーションと同じ手法である。ミールやISSのロシア製モジュールの多くはTKS宇宙船を基に開発したため、自力でISSにドッキングすることが可能で、ISSの高度や姿勢を制御するのにも使われている。また中国の神舟宇宙船も、軌道船と組み合わせて宇宙ステーションとして使用することが想定されている。
JAXAの一案では、HTVを基にした推進モジュールや、HTVで輸送される太陽電池アレイ、居住モジュールを打ち上げ、これと既存のきぼうを組み合わせることで日本独自の小型宇宙ステーション(JSS)を実現する。なお、宇宙政策シンクタンク「宙の会」がこれとほぼ同じ趣旨の構想を発表しているが、こちらはきぼう以外にもISSのモジュールを流用しているため、より大型である。
HTVのアイデアそのものは古く、H-IIロケット開発時のイラストには、先端に共通結合機構(CBM)を装備した与圧キャリアらしきものを搭載したH-IIロケットもある。また、この構想の延長として、能力を2倍から3倍に向上したH-IIロケット派生型を用いて、宇宙ステーションの日本実験棟(後のきぼうに相当)を独自に打ち上げることも検討されたが、これは実現しなかった。
HTVの実物大展示モデルは、JAXA筑波宇宙センターの展示館「スペースドーム」内に垂直に立てられた状態で展示されている。