きぼう
回収するにあたって、再搭載時に宇宙飛行士がカメラでスペースシャトルとの相対位置の確認に使うキールカメラターゲットを、装置交換機構(PIU)のある側とは反対側の先端部分にNASAの要請で追加で設置している。その後、2J/Aミッションで初めて打ち上げられたが、スペースシャトルが退役したため再使用されることはなかった。船外パレットの役割はHTVの曝露パレット(Exposed Pallet:EP)が担うこととなり、船外パレットの開発・運用で得られた技術は曝露パレットの開発・運用に活かされている。船外パレットが再使用されなくなったため、搭載する実験機器に設けられる、船外パレットに取り付けるための4本のペイロードトラニオン(Payload Attach Mechanism-Payload Unit:PAM-PU)は、HTVでの輸送時には打上げ保持機構(HTV Cargo Attachment Mechanism – Passive:HCAM-P)に変更される。
2J/Aミッションでは、船外実験装置2基 (MAXI、SEDA-AP) と衛星間通信システム (ICS-EF) を搭載し運搬した。これらの搭載機器はきぼうロボットアームを使用して船外実験プラットフォームに移設され、船外パレットは空のままスペースシャトルのペイロードベイに戻されて、地球へ回収された。
日本は米国のスペースシャトルやロシアのソユーズなどに頼らず、地球からISSへ物資を輸送する独自の宇宙輸送システムを開発することを決定し、1995年(平成7年)に概念設計に着手し、1997年(平成9年)から開発が始まった。これは宇宙ステーション補給機(H-II Transfer Vehicle:HTV、愛称こうのとり)と呼ばれる機体で、全長約10メートル、直径約4.4メートルの円筒形で、推進モジュール・電気モジュール・キャリアの3区画からなる。2009年9月11日に、HTVを打ち上げる事を主たる目的として開発されたH-IIBロケットによってHTV技術実証機 (HTV-1) が打ち上げられており、2号機以降は毎年約1機ずつ計9機のHTVを打ち上げISSへ物資を輸送する予定である。
2020年5月21日に打ち上げられ、同年8月20日に大気圏に再突入した9号機をもって「こうのとり」及びH-IIBロケットの運用は終了した。以降は2021年度よりH-3ロケットによって打ち上げられる予定の新型宇宙ステーション補給機(HTV-X)に引き継がれる。
2008年6月5日 - 船内実験室設置直後に、空気調和装置の凝縮水熱交換器出口の水分検出器が自動で停止している。これは、船内実験室が通常2名、時間制限つきで4名在室できるよう設計されているのに対し、スペースシャトルのSTS-124搭乗員7人とISSの第17次長期滞在搭乗員3人の計10人の宇宙飛行士全員が船内実験室に同時に集まってしまったことにより、一時的に船内湿度が上昇したことなどが原因で水分検出器の自動停止機能が作動したためだと考えられている。前述のとおり、船内実験室はISS最大の与圧モジュールであり、ラック搬入前の船内実験室の広さに宇宙飛行士たちが「はしゃぎすぎた」のであった。
2010年4月21日18時頃、超伝導サブミリ波リム放射サウンダ (SMILES) の受信系の機器の一部が待機モードとなったため観測を中断した。その後の調査で、原因はサブミリ波局部発振器 (SLO) 内部のガン発振器の配管内部に二酸化炭素が固着したことによる閉塞だと判明した。2011年1月19日に復旧を断念し運用を終了している。
きぼうは、国際宇宙ステーション (ISS) 内に持ち込まれた超小型衛星を自身のロボットアームを用いた小型衛星放出機構(J-SSOD)により軌道上に放出することができる。これによりロケットで直接軌道に投入するより小さい衝撃で、より多くの超小型衛星を効率的に軌道上に投入できる。
通常のロケットでの打ち上げと比べ、放出される衛星はISSへの物資輸送機の船内貨物として打ち上げられるため、ソフトバッグと呼ばれる緩衝材で包んで輸送用バッグ(CTB)に入れられた後に輸送機でISSへ運ばれる。これにより緩衝材・輸送用バッグ・輸送機与圧室・フェアリングの4重保護となり、打ち上げ時の環境条件が自動車の荷台と同じ水準にまで緩和されるため、衛星開発の負担軽減に繋がっている。
きぼうを利用した衛星放出の検討が始まったのは2010年頃で、アメリカの大学が開発していたcubesat放出装置の設計をもとにJ-SSODは開発されている。初めて放出されたのは、2012年10月4日に明星電気のWE WISHと和歌山大学・東北大学のRAIKO (雷鼓)、同10月5日に福岡工業大学のFITSAT-1(にわか衛星)・他海外衛星のF-1・TechEdSatの計5機で、星出彰彦宇宙飛行士が操作するきぼうのロボットアームにより世界で初めて宇宙空間に衛星を放出した。
当初はCubesatのみの放出で、最大6U分の放出能力しかなかったが、2016年4月27日に初めて50kg級衛星用の搭載ケースを用いて50kg級超小型衛星が放出されている。
中型曝露実験アダプター(IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform:i-SEEP)は、2016年12月にHTV6号機で打ち上げられ、EFU#5に設置された。寸法50cm×70cm×35cmで重さ200kgまでの実験装置を複数搭載できるプラットフォームで、曝露環境下での搭載機器の技術実証を行う。
次世代ハイビジョンカメラ(High Definition TV Camera - Exposed Facility 2:HDTV-EF2)システム - 光学20倍ズームのハイビジョンカメラ、高感度で光学5倍の4Kカメラが搭載されており、地上から遠隔操作できる。自然災害の観測や、民生品カメラの曝露環境下での技術実証、映像の広報・教育への利活用を行う。
高性能小型GPSR/Wheelユニットの軌道上実証 - 小型衛星に搭載される、民生品で作られた「GPS/Wheel Demo Unit」を曝露環境下で技術実証を行う。
エコストレス(ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station:ECOSTRESS) - 2018年6月29日に、ドラゴン宇宙船15号機(スペースX CRS-15、SpX-15)によって打ち上げられ、同7月5日にEFU#10に設置されたアメリカの熱ラジオメーター(放射計)。地球表面を熱赤外線で測定し、地球上の水量などの状態の変化が生物や炭素循環、農業などにどのような影響を与えるかを調べる。
ジェダイ(Global Ecosystem Dynamics Investigation:GEDI) - アメリカの地球観測用レーザーで、2018年12月13日にEFU#6に設置されている。
簡易曝露実験装置(Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism:ExHAM) - 上面7個、側面13個の計20個の実験サンプル(縦・横100mm、奥行き20mm)を搭載できる、直方体の形をした曝露実験用の装置である。
2015年5月に直方体の形をしたロボティクス対応軌道上交換ユニット(R-ORU)になっているサバイバル電力分配箱(SPB)上部のハンドレールに1号機が、次いで2015年11月に同じくR-ORUになっている船外実験プラットフォーム制御装置-a(ESC-a)上部のハンドレールに2号機と、船外実験プラットフォームの先端にあるEFU#12の両脇に設置されている。
今までは搭乗員による船外活動が必要であったこの種の実験は、この装置ではロボットアームときぼうのエアロックを使って実験試料の回収が容易なため船外活動は不要である。実験を終了した試料は地上へ回収できる。
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
「きぼう(KIBO)」という愛称は1999年4月に宇宙開発事業団(当時)が「JEM」の愛称を公募して決まったもので、漫画家の松本零士や向井千秋宇宙飛行士などが選考委員を務め、2万227人に上る応募者の内、「きぼう(KIBO)」で応募した総数は132人であった。宇宙開発事業団から組織改編された宇宙航空研究開発機構が、応募者名簿を2005年4月の個人情報保護法施行の際に独自の判断により破棄したことが2008年3月22日に判明し、「きぼう」の命名者も一時不明になっていたが、同3月25日に筑波宇宙センターの資料保管庫で再発見されている。また、2000年5月にきぼう各部の通称が決まり、与圧部が「船内実験室」に、曝露部が「船外実験プラットフォーム」に、マニピュレーターが「ロボットアーム」に、補給部与圧区が「船内保管室」に、補給部曝露区が「船外パレット」に、そしてJEMは「「きぼう」日本実験棟」にそれぞれ決まっている。
宇宙インフレータブル構造の宇宙実証 (Space Inflatable Membranes Pioneering Long-term Experiments: SIMPLE) - インフレータブル構造(気体の内圧を用いて風船状膜材を膨らませる超軽量の空気膜構造物)を、宇宙空間での長期運用で技術実証を行い、基礎データを取得する。
EVA支援ロボットの実証実験 (Robot Experiment on JEM:REXJ) - 宇宙飛行士の支援を行う「有人宇宙活動支援ロボット(Astronaut Support Robot:Astrobot)」の技術開発の一環として、伸縮自在のロボットアームとテザーを用いた空間移動の技術実証を行う。
船外実験プラットフォーム用民生品ハイビジョンビデオカメラシステム (Commercial off - the - shelf high Definition TV Camera - Exposed Facility:COTS HDTV-EF) - 国際宇宙ステーションに民生品ハイビジョンビデオカメラを宇宙空間に曝しての実証実験で、地球の200km×350kmの範囲の動画・画像を撮り、宇宙線によるCMOS撮像素子の損傷具合などを調べ、市販の民生品を宇宙利用できないか検証する。
「きぼう」は与圧部である船内実験室 (PM) と船内保管室 (ELM-PS)、曝露部の船外実験プラットフォーム (EF) と船外パレット (ELM-ES)、きぼう専用マニピュレーターのロボットアーム (JEM-RMS)、衛星間通信システム (ICS) といった6つの主要部位で構成されている。すべてを結合した状態での、きぼうの全長は20.5m(ロボットアーム除く)、全高8.6m(船外実験プラットフォーム除く)、全幅8.9m(船外パレット、ICS-EF含む)、重さ約26トンであり、国際宇宙ステーション(ISS)の中で最大の実験モジュールとなっている。