1986年日本正式开展轨道飞机项目（HOPE），该计划最初被用来向国际空间站日本舱运送货物，日本希望它能够象航天飞机那样，由运载火箭发射。然后在普通跑道上水平着陆，通过这个项目，日本希望能够掌握返回式飞行器、热防护系统及材料技术。
1994年，日本进行了首次轨道再入试验，掌握了返回式飞行器空气动力、热防护方面的知识，此后日本又进行了高超声速飞行项目验证，1996年，利用运载火箭将验证飞行器发射到100公里高空，然后成功分离，飞行器实现了10倍音速的速度。
在新型高超声速飞行器动力系统方面，日本从1986年开始研发。空气涡轮冲压发动机ATREX，是一种空气涡轮火箭发动机，将喷气式涡轮发动机和冲压发动机串列或并联在一起，在马赫0~2.5和2.5~5时分别由喷气式涡轮发动机和冲压发动机提供推力，在整个飞行包线内具有比冲高的优势。
