SS-520はS-520の第1段モータに新規開発された第2段モータを組合わせた2段式観測ロケットです。第2段のモータ・ケースはCFRP製で、軽量化と高圧燃焼によって性能向上を実現しました。直径524mm、打上げ時の重量約2,600kgで、約100kgのペイロードを約800kmの高度まで打上げる能力を持っています。さらに、小型の第3段モータを付け加えることによって地球周回軌道にミニ衛星を打上げることも可能です。第1段飛翔中はS-520ロケットと同様に、尾翼を使って空気力学的に姿勢安定を保ちます。第2段以降の飛翔ではロケット全体を回転させスピン安定方式により姿勢を安定化します。スピン状態のまま姿勢変更が必要な場合には、ラムライン姿勢制御装置を搭載します。

SS-520ロケット1号機は、1998年2月に内之浦宇宙空間観測所から打上げられました。2号機は2000年12月にノルウェーのスバルバードロケット実験場から打上げられ、磁気圏のカスプ領域での直接観測を行いました。4号機・5号機では、第3段モータを付け加え超小型衛星の打ち上げを実施しました。