宇宙ステーション補給機
HTVがドッキングするハーモニーはISSの最前部であり、HTVを使用してISSのリブーストを行うことはない。前述の通り、補給キャリアから補給品の取り出しと不要品の積み込みが行われると、HTVはISSから離脱する。
HTVの係留中にスペースシャトルがドッキングする場合は、HTVのすぐ隣にシャトルのペイロードベイが位置してしまい、物資搬出に支障を来す。特に多目的補給モジュール(MPLM)を輸送するミッションの場合、MPLMが結合に使用するハーモニーの地球側結合部をHTVが塞ぐことになる。このような場合は、あらかじめHTVをハーモニーの天頂側結合部に移しておく必要がある。実際に、HTV2号機では、STS-133の到着に備えて、HTV2をハーモニーの天頂側結合部に移動させた。ハーモニー天頂側はセントリフュージが使用する予定だったが、セントリフュージの計画中止で空いており、過去にはきぼう船内保管室の仮設置に使われた。
宇宙ステーション補給機(うちゅうステーションほきゅうき、H-II Transfer Vehicle、略称:HTV)は、国際宇宙ステーション(ISS)へ食料・水などの物資や機材を届ける日本の無人宇宙補給機。愛称はこうのとり(KOUNOTORI)。宇宙開発事業団(NASDA)と後継法人の宇宙航空研究開発機構(JAXA)が開発し、三菱重工業や三菱電機、IHIエアロスペースなどの大小100社程度の企業が製造に参加した。
当初の計画では、HTVは2015年度までに7機の打ち上げを予定していたが、その後2016年度までに7機、更に2019年度までに9機に変更されている。この間にHTVの改良が行われ、HTV3で国産化のための改良は完了した。以下に公表されている主な改良内容(採用未定のものを含む)を挙げるが、これ以外にも様々な改良が施されている。
国際宇宙ステーション(ISS)に補給する物資を搭載する区画。与圧部と非与圧部からなる。ISSに補給品を送り届けた後、不要品を搭載して大気圏に突入し、焼却処分する役割も持つ。なお、開発初期段階では非与圧部がなく与圧部を大きくした構成も発表されていた。最近の構想図でも、与圧部のみの構成や非与圧部のみの構成が掲載されているが、将来このような様々な構成を使用する予定があるのかは未公表である。以下、混載型の補給キャリアについて解説する。
輸送する物資は種子島宇宙センターにて、重量・寸法を測定し、寸法が規定値外であれば所有者に規定値内に収めるよう要請し、小さすぎる場合は隙間材であるスペーサーを入れ固定される。これらの搭載される物資は、こうのとりの重心が規定の範囲内に収まるように、搭載レイアウトの計算に基づいて組み替えて積み込まれる。
補給品はISS乗員が乗り込んで搬出するため、内部はISSと同じ1気圧の環境に保たれるほか、単独飛行中も気温は一定に制御される。ISSを離れる際には、ISSの不要品(使用済みラック等の廃棄物)を積み込み、HTVごと大気圏に突入して廃棄される。補給キャリア与圧部は、HTVとISSの結合部でもある。先端部分には共通結合機構(CBM)を装備しており、ISSのモジュールに結合することができる。通常、HTVはハーモニー(ノード2)の地球側結合部に接続される。
「きぼう」では空気循環用ファンは海外メーカーのファンを使用していたが、HTVでは初号機から国産の低騒音ファンを用いている。
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。
H-IIBの第2段はH-IIAと共通のため、衛星搭載部の直径が3.2mであり、直径4mのHTVは裾を絞った形状になっている。H-IIBの衛星搭載部を4mに拡大すれば、HTVの構造を簡素化でき、軽量化につながる。また、H-IIBの2段目自体を1段目と同じ直径5.2m程度に大型化すれば、推進剤を増量してHTVの総重量を増加することも可能になる。これらの改良で補給品搭載量を増加できるほか、後述する発展型の開発にも活用できる(H3とHTV-Xでは4.4mの予定)。