Направления исследований в данной области выбирались на основе анализа результатов ранее проведенных измерений, где были получены важные результаты с помощью измерений в области высоких энергий, и расширением возможностей, представляемых вынесением измерительной аппаратуры за пределы атмосферы Земли.

Особенно эффективны эти преимущества окажутся для экспериментов, не требующих высокой точности ориентации и стабилизации и не требующих очень низкого уровня электромагнитных помех. Это, например, относится к наблюдениям в коротковолновых участках спектра (гамма, рентгеновском) и наблюдениям первичных космических лучей. Эксперименты такого рода дают значительный вклад в развитие представлений о структуре вещества Вселенной, о высокоэнергетических процессах, протекающих в космических объектах. Проведение аналогичных экспериментов с помощью наземных установок невозможно по принципиальным ограничениям из-за влияния атмосферы.

В области гамма-астрономии разрабатываются проекты, направленные на измерение фоновых и вспышечных потоков линейчатого гамма-излучения в диапазоне энергий от 0,2 до 2,0 МэВ с помощью нового, не имеющего аналогов в практике космических исследований типа прибора - газовой ионизационной камеры с ксеноном при высоком давлении, и исследование первичного гамма-излучения высокой энергии - от 1 до 1000 ГэВ. Проект МВН направлен на долгосрочный мониторинг неба в рентгеновском диапазоне 3-30 КэВ. Проект "Лира" имеет целью построение высокоточного каталога оптических источников всего неба с одновременной регистрацией фотометрических характеристик источников в десяти полосах. Такой каталог имел бы важный прикладной характер.

Важным направлением является также исследование космических лучей на МКС. Целью эксперимента «Платан» является систематическое получение детальных энергетических спектров тяжелых ядер космических лучей внутри магнитосферы Земли в различные периоды солнечной активности с целью установления природы частиц (солнечного, галактического, магнитосферного или другого происхождения) путем сравнения с данными других экспериментов, выполненных на орбитах с различным наклонением внутри и вне магнитосферы при краткосрочных и длительных экспозициях.

Исследования частиц высоких энергий, рождающихся во Вселенной, - чрезвычайно бурно развивающееся направление в связи с актуальными проблемами их происхождения. Это изучение процессов их генерации, как в пределах нашей Галактики, так и вне ее. В этом плане МКС, позволяющая выполнять эксперименты на установках с большими массами, габаритами и энергозатратами, является уникальной космической платформой для их осуществления.