宇宙ステーション補給機
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。
プログレスやATV(ロシア側のアンドロジナスドッキング機構を採用)と異なり、手動での結合方式を採用したが、それは結合に利用するISSの共通結合機構(CBM)が、自動ドッキングを行う設計ではない(ターゲットマーカーが無い、ドッキング時の衝撃負荷に耐えられない等)からである。これは自動ドッキングより大型の荷物の輸送を優先したためである。
この接続方式の採用により、ハッチが1.2×1.2mの正方形(プログレスやATVのハッチは内径80cmの円形)となり、プログレスやATVと比べてより大きな物資の搬出が可能となった。
誘導制御系・電力供給系・通信データ処理系・通信系の電子機器を搭載する。なお、太陽電池はプログレスやATVと異なり、パドル形ではなく、電気モジュールや補給キャリアの外面に取り付けられる。これはHTVがプログレスやATVのような自動ドッキングではなく、共通結合機構(CBM)を用いての接続のため、カナダアーム2による把持(キャプチャ)させるためにはパドルがあると邪魔になるからである。しかし、HTVと同じ結合方式となる米国の商業補給機ドラゴンとシグナスは太陽電池パドルを使う方式を採用しており、設計次第ではどちらでも可能である。
太陽電池パネルは「こうのとり」の外壁に、4号機では55枚、5号機で49枚、6号機と7号機は48枚搭載されており、6号機以降では補給キャリア与圧部の外壁に20枚、非与圧部の外壁に20枚、電気モジュールの外壁に8枚、推進モジュールの外壁に0枚(初号機では6枚あり、段階的に減らして6号機以降は0枚となっている。)という内訳となっている。