在歐洲哥倫布實(shí)驗(yàn)艙與國際空間站成功對接后，美國航天飛機(jī)緊接著的主要任務(wù)是放飛日本“希望”，為國際空間站繼續(xù)添磚加瓦。從2008年3月11日起，美國航天飛機(jī)將分3次發(fā)射日本希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙與國際空間站對接，即先發(fā)射希望號(hào)實(shí)驗(yàn)后勤艙增壓段，然后發(fā)射希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙增壓艙和遙控機(jī)械臂，最后發(fā)射暴露設(shè)施和實(shí)驗(yàn)后勤艙暴露段。

與歐洲哥倫布號(hào)實(shí)驗(yàn)艙一樣，日本希望號(hào)增壓艙對接在和諧號(hào)節(jié)點(diǎn)艙-2上，內(nèi)裝多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)有效載荷機(jī)柜、儲(chǔ)物機(jī)柜和系統(tǒng)機(jī)柜。日本實(shí)驗(yàn)艙的研究項(xiàng)目以材料加工、蛋白質(zhì)晶體生長和流體動(dòng)力學(xué)為主。艙內(nèi)日?？扇菁{2名航天員，最多可容納4名航天員。

希望號(hào)遙控機(jī)械臂用于把實(shí)驗(yàn)設(shè)備和有效載荷移進(jìn)和移出增壓艙，以及在暴露設(shè)施上移動(dòng)和定位有效載荷。遙控機(jī)械臂分內(nèi)外兩部分，外遙控機(jī)械臂是一個(gè)6自由度的主機(jī)械臂，裝有執(zhí)行更精密定位任務(wù)的小型精密機(jī)械臂；內(nèi)遙控機(jī)械臂是航天員在增壓艙內(nèi)就可操縱機(jī)械臂的操作控制臺(tái)。

希望號(hào)暴露設(shè)施位于增壓艙后端的氣閘艙下方，它為科學(xué)家提供一個(gè)暴露在空間環(huán)境中的研究平臺(tái)，可進(jìn)行科學(xué)觀測、對地觀測、通信以及需要暴露環(huán)境的技術(shù)研究。它由2個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成，可安裝10個(gè)需要暴露在空間環(huán)境中的有效載荷。暴露設(shè)施上裝有遙控機(jī)械臂，實(shí)驗(yàn)設(shè)備由機(jī)械臂操作和控制。

希望號(hào)實(shí)驗(yàn)后勤艙是日本實(shí)驗(yàn)艙的主要儲(chǔ)存艙，用來儲(chǔ)存和供給實(shí)驗(yàn)樣品、各種氣體和液體以及日本實(shí)驗(yàn)艙的備件。實(shí)驗(yàn)后勤艙增壓段位于增壓艙的頂部，直徑4.2米，高3.9米，重約5噸，內(nèi)有8個(gè)機(jī)柜，用于為增壓艙運(yùn)輸和儲(chǔ)存各種物品，還可作為增壓艙的附加實(shí)驗(yàn)室或安全救生容器。該艙暴露段位于暴露設(shè)施前端，可容納3個(gè)有效載荷，用于為暴露設(shè)施儲(chǔ)備和提供物資。

在希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙成功組裝到國際空間站后，日本還將用H-2B火箭發(fā)射H-2轉(zhuǎn)移飛行器（HTV），它是大型無人貨運(yùn)飛船，主要用來運(yùn)送日本各種實(shí)驗(yàn)設(shè)施和成果。