Nhiệm vụ đầu tiên của Nhật Bản ngoài quỹ đạo Trái Đất là vệ tinh Sakigake (MS-T5) dùng để quan sát Sao chổi Halley vào năm 1985, và Suisei (PLANET-A). Để chuẩn bị cho các nhiệm vụ trong tương lai, ISAS đã thử nghiệm việc quay quanh quỹ đạo Trái Đất với nhiệm vụ Hiten vào năm 1990. Nhiệm vụ liên hành tinh đầu tiên của Nhật Bản là Nozomi (PLANET-B) quay quanh quỹ đạo Sao Hoả, được phóng vào năm 1998. Nó đạt mục tiêu vào năm 2003, nhưng việc tiếp cận quỹ đạo hành tinh phải huỷ bỏ. Hiện nay, các nhiệm vụ liên hành tinh vẫn còn ở nhóm ISAS dưới sự giám sát của JAXA. Để chuẩn bị cho năm tài chính 2008, JAXA đã thành lập một nhóm làm việc độc lập trong tổ chức. Người đứng đầu mới cho nhóm này sẽ là giám đốc dự án Hayabusa là Kawaguchi.[12]

Thám hiểm thiên thạch nhỏ: phi vụ Hayabusa

Vào 9 tháng 5 2003, Hayabusa (nghĩa là, Peregrine falcon), được phóng từ một tên lửa M-V. Mục đích của phi vụ này là thu nhặt mẫu đất đá từ thiên thạch Itokawa. Tàu vũ trụ tự động dự tính là sẽ gặp thiên thạch vào tháng 11 năm 2005, và quay trở lại Trái Đất với mẫu đất đá từ thiên thạch vào tháng 7 năm 2007. Con tàu đã hạ cánh thành công trên thiên thạch vào 20 tháng 11 2005, sau một số rối loạn thông tin ban đầu. Vào 26 tháng 11 2005, Hayabusa thành công trong việc tiếp cận nhẹ nhàng và thu được 1mg mẫu vât. Hayabusa đã trở về Trái Đất vào năm 2010.

Nghiên cứu về buồm mặt trời

Vào 9 tháng 8 năm 2004, ISAS đã phóng thành công hai kiểu buồm mặt trời từ một tên lửa siêu thanh. Một kiểu buồm có dạng ba lá được mở ra ở độ cao 122 km và một kiểu buồm hình quạt được mở ra ở độ cao 169 km. Cả hai loại buồm này đều sử dụng màng mỏng 7.5 micrometre.

ISAS lại thử buồm mặt trời một lần nữa như là một phần phụ của chuyến bay Astro-F (Akari) vào ngày 22 tháng 2 năm 2006. Tuy nhiên buồm mặt trời đã không mở ra hoàn toàn. ISAS lại thử buồm mặt trời trên một phần của phi vụ Solar-B phóng vào 23 tháng 9 năm 2006, nhưng liên lạc với vệ tinh đã bị mất. Mục đích là có một chuyến bay bằng buồm mặt trời về Sao Mộc sau năm 2010.