はやぶさ（第20号科学衛星MUSES-C）は、日本の宇宙科学研究所（ISAS）が打ち上げた小惑星探査機。
2003年5月9日13時29分25秒（日本標準時、以下同様）に鹿児島県 肝属郡肝付町（旧内之浦町）に ある内之浦宇宙空間観測所において打ち上げられた、ひてん、はるかに続くMUSESシリーズ3番目の工学実験機である。開発・製造はNEC東芝スペースシステムが担当した。
イオンエンジンの実証試験を行いながら2005年夏にアポロ群の小惑星（25143）イトカワへ到達し、その表面を詳しく観測してサンプル採集を試みた後、2010年6月13日22時51分、60億 kmの旅を終え地球に帰還し、大気圏に再突入した。地球重力圏外にある天体固体表面に着陸してのサンプルリターンに、世界で初めて成功した。
概要 はやぶさは2003年5月に内之浦宇宙空間観測所よりM-Vロケット5号機で打上げられ、太陽周回軌道（他惑星同様に太陽を公転する軌道）へ投入された。その後、搭載する電気推進（イオンエンジン）で加速し、2004年5月にイオンエンジンを併用した地球スイングバイを行って、2005年9月には小惑星「イトカワ」とランデブーした。約5か月の小惑星付近滞在中、カメラやレーダーなどによる科学観測を行ったNASAの小型探査ロボットを運んで行って小惑星表面を移動しながら探査を行う計画も存在していた（MUSES-CNの項を参照）。。次に探査機本体が自律制御により降下・接地して、小惑星表面の試験片を採集することになっていた。その後、地球への帰還軌道に乗り、2007年夏に試料カプセルの大気圏再突入操作を行ってパラシュートで降下させる計画であったが、降下・接地時の問題に起因する不具合から2005年12月に重大なトラブルトラブルとは、姿勢制御装置故障や化学エンジン燃料漏れによる全損、姿勢乱れ、電池切れ、通信途絶、イオンエンジン停止など数々のアクシデントを指す。 が生じたことにより、帰還は2010年へ延期された。2010年6月13日、サンプル容器が収められていたカプセルは、はやぶさより分離されて、パラシュートによって南オーストラリアの砂漠地帯にあるウーメラ立入制限区域（Woomera Protected Area）に着陸し、翌14日16時8分に回収された。はやぶさ本体は大気中で燃えて失われた。 カプセルは18日に日本へ到着し、内容物調査が進められ、11月16日にカプセル内より回収された岩石質微粒子の大半がイトカワのものであると判断したと発表された探査機との通信は臼田宇宙空間観測所の64 mパラボラアンテナを用いて行われたが、2009年11月より64 mアンテナが改修工事に入ったため、工事終了までは内之浦の34 mアンテナが使われた。。
小惑星からのサンプルリターン計画は国際的にも例がなかった。この計画は主に工学試験のためのミッションであり、各段階ごとに次のような実験成果が認められるものである。
イオンエンジンによる推進実験 イオンエンジン長期連続稼動実験 イオンエンジンを併用しての地球スイングバイによる加速操作 光学情報を用いた自律的な接近飛行制御と誘導 小惑星の科学観測 微小重力下の小惑星への着陸、および離脱 小惑星サンプルの採取 サンプル収納カプセルの惑星間軌道より直接大気圏再突入・回収 地表で小惑星サンプル入手
はやぶさ地球帰還とカプセル大気圏再突入、カプセル一般公開、その後の採取物解析などは日本を中心に社会的な関心を集めた。はやぶさがミッションを終えてからもブームは暫く続いた。
イトカワ探査終了後、JAXAでは「はやぶさ2」をミッションとして立案していたが、2011年5月12日、JAXAは「はやぶさ2」を2014年に打上げる予定であると発表した。
2013年1月30日に、JAXAがこれまでに蓄積した膨大なデータを広く一般公開するための実験の1つとして、はやぶさのAPIが構築された。このAPIは多摩美術大学・東京工科大学に公開され、同大学学生がはやぶさのAPIを使用したアプリケーション開発を行う。
名前の由来 ISASでは探査機の名前は、関係者同士の協議によって命名されて来た。MUSES-Cの場合、「はやぶさ」の他にも「ATOM」（、アトム）という有力候補が存在した。 この名は的川泰宣を中心に組織票が投じられていた案であった。一方「はやぶさ」は上杉邦憲と川口淳一郎によって提案され、小惑星サンプル採取が1秒ほどの着地と離陸間に行われる様子をハヤブサが獲物を狩る様子に見立てた案であった。他にも「はやぶさ」の名には、かつて東京から西鹿児島を走った『特急はやぶさ』や、鹿児島県の地名でもある『隼人』の面もあった。協議の際に的川は「最近の科学衛星は『はるか』とか大人しい感じの名前や、3文字の名前が多いので、濁点も入った勇壮な『はやぶさ』もいいね」と語り、また「ATOM」は語意の原子から原子爆弾が連想されるとして却下され、結局「はやぶさ」が採用された。 小惑星の名前が「イトカワ」であることから「戦闘機と宇宙機の両方分野で著名な糸川英夫氏に縁の深い、戦闘機『隼』に因んで命名された」と言われることもあったが、本探査機打上げ日に初めて「はやぶさ」という正式名称が発表され、それから3か月後にその目標である小惑星が「イトカワ」と命名されたので、誤解であると川口は説明している。
後続はやぶさ2と対比して「初代はやぶさ」「（はやぶさ）初号機」 といったレトロニムで呼ばれる場合もある。
ミッション背景 計画承認までの経緯
後に「はやぶさ」に至る小惑星サンプルリターン計画検討は、日本で初めて惑星間空間に到達することになった「さきがけ」の打ち上げが成功裏に行われ、「すいせい」打上げを控えた1985年6月、ISAS教授（当時）鶴田浩一郎が主催する「小惑星サンプルリターン小研究会」として始まった。その成果として翌1986年には1990年代を想定し、化学推進を用いてアモール群に分類される小惑星である「アンテロス」を対象とするサンプルリターン構想が纏まる。しかし、要求を満たす能力を有するロケットが存在しないなど、時期尚早であるとしてプロジェクトの提案は成されなかった。
M-Vロケット開発を受けて検討は再開され、1989年秋 - 翌1990年春にかけて行われた宇宙理学委員会において、M-V2号機プロジェクトとして提案された。だが、LUNAR-A計画に敗れ採用されなかった。その後はランデブーとホバリングによる超接近観測を目的とした工学衛星計画に方向性を改めて再検討が進められることとなった。1991年1月時点において、MUSES-C計画は光学観測による自律航行、3軸姿勢制御、ターゲットマーカーを用いた自律運用、X線分析装置・質量分析器搭載などが検討されており、1997年5月に2段式キックモーターを装備したM-Vで打上げられ、1998年6月にアンテロスに到達するという計画であった。その後も検討は進められ、1995年に小惑星サンプルリターン技術実験探査機として宇宙工学委員会で選定、1995年8月に宇宙開発委員会が承認し的川2010, 29ページ、正式にプロジェクトが開始された。
小惑星サンプルリターン計画と並行して、彗星サンプルリターン計画検討も行われていた。1987年のハワイにおけるISY会議の席上で、低価格な彗星サンプルリターン計画「SOCCER」の検討をジェット推進研究所（JPL）とISASとの合同で開始することが決定された。M-Vによる打上げや、マリナーMarkII計画の「CRAF」との連携を視野に入れたデルタロケット使用も検討され、1992年のディスカバリー計画ワークショップにおいて提案されるが、採用されなかった。その後、1994年にISASはMUSES-C計画に注力することを決定、SOCCER計画から外れる。その後、JPLによって検討を続けられたこの計画は、「スターダスト」としてディスカバリー計画に採用された。
目的地変更 thumb|小惑星イトカワ軌道（I:イトカワ、E:地球、M:火星、S:太陽） 1994年に本格化した計画当初、目的地の小惑星は（4660）ネレウスであった。しかしM-Vロケットで打ち上げ可能な探査機の能力から見て、ネレウスへ向かうことが難しいと判断され、第2候補である (10302) 1989 ML という小惑星に変更された。しかし2000年2月10日のM-Vロケット4号機打上げが失敗、2002年初頭に予定されていた打上げ計画が延期となって、1989 MLへ向かうことが出来なくなった。その結果、（25143）が3つ目の候補として浮上、目的地として決定することとなった。
はやぶさ命名3か月後の2003年8月、目的地の小惑星は、（探査対象となったことから）日本の宇宙開発の父、糸川英夫に因んで、「イトカワ」と命名された。糸川は中島飛行機出身であり、設計に参加した飛行機としては「戦闘機」が著名である が、先述の通りこれが小惑星の名前の由来となったわけではない。
構造 200px|thumb|第61回国際宇宙会議で展示されたはやぶさ模型 仕様 全高：1.5 m 全幅：1.5 m 全備質量：510 kg 電源：トリプルジャンクション太陽電池、リチウムイオン二次電池、リチウム一次電池（再突入カプセル関連機器のみ）
バス系 構体 構体は、内部に電子機器や推進剤タンクなどを収容し、宇宙空間での温度差からそれらを保護すると同時に、内外の機器類の固定用強度部材となる「はやぶさ」は温度管理を内蔵ヒーターで行っていた。内蔵・外装の機器類は太陽光線などを遮蔽することで基本的には低温環境にしておき、電源系からの電力を使ったヒーターで適温まで暖める方式が採用されていた。。
コンピュータ 主要なコンピュータとして、データ処理計算機（DHU）と姿勢軌道制御計算機（AOCP）がある。これらのリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）は、DHUにはμITRON、AOCPにはVxWorksを使用している。他に、イオンスラスタ制御装置（ITCU）などがある他の大型宇宙機などでは冗長性を持たせるために複数台の制御装置を搭載することが珍しくないが、はやぶさでは軽量化が優先されてITCUは1台だけ搭載された。ただ、内部的には3つのCPUの出力をASICによる多数決回路で不良判定することで、ある程度の信頼性を確保している。制御装置は汎用自律化機能を備え、最大32ある条件テーブルに従って外部からの指令を待たずに自律的に動作を行うことが可能になっている。また常時IESを監視していて、アキュムレータ圧力、プラズマ点火状態、直流電源の電圧 / 電流値、グリッドの短絡などを見張っていて、動作不良と判断すると安全なモードへ移行するようになっていた。。
通信系 地球との通信を行うアンテナは3種各1基が備わっていた。これらのアンテナはデジタル送受信機と接続され、制御装置と地球の地上局との間を電波通信によって接続するのに用いられた。探査機の姿勢や電力状況によって3種のアンテナは切替えられ、いずれか1つが常に地球との通信を維持するようになっていた。 高利得アンテナ 最大のアンテナは1.6 mのパラボラ型高利得アンテナ（HGA）であり、イトカワ近辺まで近付いた超遠距離でも、画像伝送を含めた2 - 4 kbpsでのデジタル信号の通信を行えたHGAは、火星探査機「のぞみ」のものと同等品であるが、地球公転軌道より内側にあたるイトカワ公転軌道近日点での熱環境を考慮して白色に塗装されている点が異なる。。HGAはz+軸方向に向けて機体に固定されており、0.7度ほどの細いビーム波であるため、正確に地球と通信するためには高精度姿勢制御が要求されたイトカワとのランデブーでは、はやぶさから見て地球と太陽がほぼ20度程度の視野範囲内に位置していたため、地球方向へ高い精度でHGAを向けた姿勢でz軸での回転運動を行っても、太陽電池パネルはおおむね正しく太陽へ向けることが可能であった。。 中利得アンテナ 中利得アンテナ（MGA）は、巡航中で通信量も少なく、むしろ太陽電池で発電した電力をイオンエンジンへ優先して配分する必要がある期間に用いられた。ある程度の正確さで地球方向へ向けられれば、最大256 bpsで通信が行えた通信途絶からの回復後には32 bpsで通信を行った。。 低利得アンテナ 低利得アンテナ（LGA）は、HGA頂部に付けられており、機体本体や太陽電池方向、若干の電波干渉方向などを除けば、地球の位置に関わりなく全周方向への通信が行えたが、これは緊急用通信手段であり、8 bpsと極めて低速度通信であった。LGAを用いなければならないほど、逼迫した状況下での緊急通信用の通信手段として「1ビット通信」という通信機能が用意されていたMGAを用いた通信が不可能で、LGAを用いざるを得ない状況というのは、機体が安定せずにランダム方向にスピンしているか、良くても太陽方向に太陽電池パネル面を向けてZ軸周りにスピンしている「セーフホールドモード」にあるという場合が想定された。LGAは8 bpsという極めて低速度通信しか行えず、遠距離によって信号波にタイムラグがあり、さらに自転しているために一定周期で通信が遮蔽されるという状況でも、最低限の質問を短いコマンドで問合わせて、その回答を"YES" / "NO"で得るという「1ビット通信」機能を用意していた。燃料タンクからの漏洩によって姿勢制御を失い漂流したが、この機能によって通信を回復させた。。
電源系 太陽電池パネル 太陽電池パネルは本体を挟んで両側に3枚ずつ、計6枚が全体としては「H形」になるよう配置され、z+軸方向に向けて固定されている一般的な人工衛星などでは太陽電池パネルは「I形」となるような一直線に配置されることが多いが、「はやぶさ」ではz軸方向での回転モーメントが最大となるように「H形」に配置されている。仮にトラブルによって姿勢制御を失った場合、宇宙機は予測不可能な向きに回転してしまうことが考えられる。そのような時、燃料タンク等の液体などが動揺することで3軸回転成分同士でエネルギーを交換し合い、長い時間が経てば、3軸の中でも最大モーメント軸にだけ回転運動が収斂されることが知られている。太陽電池パネルを「H形」になるよう配置することで、z軸方向にだけ回転するようになり、太陽を公転する「はやぶさ」はやがて太陽方向にセルを向け続けることで発電量も確保し、再起動可能となると考えられていた。そして、実際に長期間通信途絶後に再度制御を取戻すことが出来た。また「H形」であれば小惑星「イトカワ」へのタッチダウン時に接触する可能性を少なく出来ると考えられた。。太陽電池パネルの裏面は放熱板である。 電池 11セルのリチウムイオン充電池を搭載していた燃料漏洩によって漂流した後、4セルは過放電で使用不能となっていたが、生き残っていた7セルはある程度充電さえ行われていた。本来は過充電防止のためのバイパス回路が、生き残った7セルに対して微弱ながら発電していた太陽電池からの電力を供給し充電していたので、偶然にも7セルだけは過放電による機能喪失を免れた。。
thumb|200px|right|「はやぶさ」の推進システム"IES" の構成概略1.キセノン・タンク 2.流量制御部 3.マイクロ波電源 4.中和器 5.イオンエンジン「μ10」 6.スクリーン 7.アクセル 8.ディセル thumb|200px|right|IES thumb|200px|right|中和器内での反応概略キセノン原子はマイクロ波加熱によってプラズマ化され、正電荷を有するキセノン・イオンと電子に電離する。キセノン・イオンのほとんどは壁面から電子を受取り、再度キセノン原子となって同じサイクルを繰返す。生み出された電子は開口部より外部へ流れ出る。図ではマイクロ波による加熱の仕組みは省かれている。 thumb|200px|right|イオン生成チャンバー内での反応概略キセノン原子はマイクロ波加熱によってプラズマ化され、正電荷を有するキセノン・イオンと電子に電離する。生み出されたキセノン・イオンはグリッドの穴を通って外部に流れ出るが、巧妙に配置された3層グリッドを通過する間に電位勾配によって30 km/秒程まで加速される。電子は正電荷壁面へ引寄せられ、やがて壁を通って直流電源部に戻って来た電子の流れは中和器へと送られる。図ではマイクロ波による加熱の仕組みは省かれている。 thumb|200px|right|3枚のグリッドスクリーン、アクセル、ディセル 軌道制御系 「はやぶさ」には軌道制御を行うための主推進機としてマイクロ波放電式イオンエンジンμ10を中心とするイオン・エンジン・システム (IES) が搭載されていた。μ10はスラスタA - Dとして、計4台搭載され、他にも多数の装置と組み合わされて宇宙探査機の推進システムとして用いられた。また、姿勢制御にも用いられるRCSが軌道制御にも使用された。
IESエンジン4台は同一テーブル上に配置されていたリアクションホイールの2基が故障した後は、約+1000 - +5000 rpmであった回転数を+300 - +2000 rpmに制限したため、各運動量の保存量が減少しアンローディング回数が増えてRCSの推進剤を予定より早く使い切ったが、帰路ではμ10イオンエンジンのジンバルを傾けることで推力を機体重心からずらし、この噴射によってz軸周りのトルクを発生させてリアクションホイールのアンローディングを行った。。
以下に「はやぶさ」に搭載されたIES仕様を示す。 {| class="wikitable" |+ IESの仕様 |- ! スラスタ有効直径 | 105 mm × 4 |- ! 定格推力 | 8 mN × 4 |- ! 消費電力 | 1050 W（350 W x 3） |- ! 比推力 | 3200秒 |- ! 推力方向制御 | 2軸ジンバル±5° |- ! マイクロ波電源 | 進行波管（4.25 GHz x 4） |- ! 加速用高圧電源 | 3台 |- ! 搭載推進剤 | キセノン66 kg （但し、最大積載量は73 kg） |- ! 推進剤タンク | チタン合金製 容量51リットル
構成 IESの構成を示す。「はやぶさ」のIESは「μ10」イオンエンジンと呼ばれるスラスタを4台備え、それを駆動する直流電源を3台備えるので3基のエンジンまで同時に運用可能。 「μ10」それ自体はイオンの生成・加速部に過ぎず、燃料供給系や中和器、電源系などと共に用いられることで本来の性能が発揮出来る。以下に全体構成を重量と共に示す。 {| class="wikitable" |+ 構成と重量 |- ! 装置 ! 重量 |- | スラスタ x 4 | style="text-align:right" | 9.2 kg |- | マイクロ波電源 x 4 | style="text-align:right" | 9.2 kg |- | 直流電源（3台） | style="text-align:right" | 6.3 kg |- | 推進剤タンク | style="text-align:right" | 10.8 kg |- | 流量制御部 | style="text-align:right" | 6.5 kg |- | ジンバル機構 | style="text-align:right" | 3.0 kg |- | 機械計装 | style="text-align:right" | 5.0 kg |- | エンジン制御装置 | style="text-align:right" | 3.5 kg |- | 電気計装 | style="text-align:right" | 5.7 kg |- ! 総計 | style="text-align:right" | 59.2 kg
本エンジンは燃料としてキセノンを用いており「イオン生成」・「静電加速」・「中和」という3段階を経て、キセノン・イオンが約30 km毎秒ほどの加速を受けて真空の空間のほぼ一定方向へ放射する仕組みになっている。この陽イオンの放出による反動が、1基当たり8ミリ・ニュートンの定格推力を生む。 イオン生成 イオン生成には電子サイクロトロン共鳴 (ECR) という現象を利用している。燃料タンクから流量制御部を経由してイオン生成チャンバー内に導入された希薄なキセノンガスは、マイクロ波による加熱でプラズマされ、電子とキセノン・イオンに電離する。チャンバー壁面が正電圧に印加されているため、負の電荷を持つ電子は生成と同時に壁面へ引き寄せられて比較的短時間に消滅する。反対に正の電荷を帯びたキセノン・イオン (Xe+) は、チャンバー壁面から軽く反発を受けゆるやかに蓄積して行く。4.25 GHzのマイクロ波と1500ガウスの永久磁石によって脈動する電子流が作られ、この高速電子がキセノン原子に次々に衝突することでイオン化を起こす。 静電加速 イオン生成チャンバーに溜まった希薄なキセノン・イオンのガスは、真空中に向けて唯一開口しているグリッドの穴から出て行こうとする。炭素繊維強化炭素複合材料製グリッドは「スクリーン」・「アクセル」・「ディセル」という3層より成るが、スクリーン・グリッドには+1500 V程度が印加され、アクセル・グリッドには-300 V程度が加わり、ディセル・グリッドは0 Vの電圧レベルとなっている。スクリーン、アクセル、ディセルという3枚のグリッドは0.5 mm間隔で並び、それぞれ3・1・2 mmほどの異なる大きさの900個近い穴が空けられており、互いの開口位置が正確に合わされている炭素繊維強化炭素複合材料とは、炭素繊維強化プラスチックを熱処理し、母材のプラスチックを炭化させた複合材料のこと。これはモリブデンのような金属板と異なり運用時の高温で膨張することがなく、穴位置が変化する心配がないが、運転によって内部繊維が「ウィスカー」と呼ばれるひげとなって表面へ出て来ると、短絡による放電が発生する。直流電源は短絡によっても数秒間は耐えられる設計となっていた。スクリーン - アクセル間の短絡時には、直流電源コンデンサバンクからの大電流によってウィスカーが焼き切られることが期待される。アクセル - ディセル間の短絡は300 Vと電圧が低いため、コンデンサバンクによっても焼き切れるかそれほど期待出来ないが、ディセル電圧がアクセルと同電位になっても加速性能そのものには影響しない。また、リレーボックス開閉操作は、通常時は直流電源を停止してから行うが、ウィスカーを焼き切るために電源を入れたまま接続系統を切替えることも行えるようになっていた。。正電荷を帯びたキセノン・イオンは、1枚目の+1500 V程度が印加されているスクリーン・グリッドを通過する過程で穴の縁から反発を受けて流出コースが細く絞られる。1枚目のスクリーン・グリッドを通過した直後に、2枚目の-300 V程度が印加されているアクセル・グリッドに向けて（1500 + 300 =）1800 Vの電位勾配の強い加速を受ける。この加速がIES推進力となる。3枚目の0 Vの電位が掛かっているディセル・グリッドは、低速なイオンがアクセル・グリッドに戻ることを阻止する働きをする。ディセル・グリッドはイオン・エンジンに必須というものではないが、μ10では長寿命化を求めて備えられている。チャンバー内には電離しなかったものや電離後に電子を吸収するなどしたキセノン原子が存在しており、中性電荷のこの原子はグリッドなどの制約を受けず自由に飛び出すが、全体量は比較的少なく、搭載燃料の無駄ではあるが許容されている。 中和 イオン生成を行いキセノン・イオンだけを宇宙空間へ放出すると正の電荷だけが失われ、そのままでは負の電荷が宇宙機に蓄積されて正の電荷を帯びたキセノン・イオン投射効率が落ち、やがては正イオンの放出そのものが行えなくなる。この蓄積される負の電荷を電子の放出という形で正負をバランスさせる働きをするのが中和器である。中和器には-30 Vほどの電圧が掛けられる中和器にかけられた電圧は、当初は-30 Vほどの電圧であったが、劣化によって機能が落ちたため劣化が加速することを承知で制限値である-50 Vへと変更された。劣化が進んだ最終段階では制限を外したさらに高電圧でも運用された。劣化原因については不明である。。中和器内には、燃料タンクから流量制御部を経由して希薄なキセノンガスが導入される。イオン生成チャンバーと同様に、マイクロ波加熱によってキセノンガスはプラズマとなり、キセノン・イオンと電子へ電離される。イオン生成過程と異なるのは、中和器壁面が負電位であるため、電子は壁より反発を受けるがキセノン・イオンは引かれる。キセノン・イオンは壁に接すると電子を受取ってキセノン原子へ戻る。キセノン原子はマイクロ波加熱によって電離し、再度プラズマの一部となるので、キセノンは中和器内にある限り同じサイクルを繰返す。電子は壁より供給され続ける限りキセノンを仲立ちにいくらでも生成されるため、中和器内に充満した電子は唯一の開口部から真空空間へ向けて流れ出す。中和器より出た電子は3層のグリッドを通過してきたキセノン・イオンと結び付いてキセノン原子となる。イオン生成チャンバーと同様に、中和器内のキセノンガスやキセノン・イオンも真空中に漏れ出すが、その量は比較的少ないために、搭載燃料の無駄ではあるが許容されている。また、中和器で消費されるキセノンガスは、イオン生成チャンバーに比べると少量で済む。
thumb|250px|right|推進剤の配管系統 thumb|200px|right|リレーボックス3台の直流電源から4台のスラスタへ配電する。 流量制御部 流量制御部は、1基だけの推進剤タンクから圧力を減じながら4基のスラスタへ必要に応じて適正な圧力でキセノンを供給するために設けられている。推進剤タンク圧力は、当初は70気圧ほどもあり、運用によって消費されたが地球帰還時でも30気圧ほどあった圧力をスラスタが必要とする0.6気圧程度へ下げる働きを果たす。このようにキセノンガス流量と圧力を調整するために、高圧・低圧系のそれぞれにラッチング・バルブと非通電時は常に閉じているバルブの2種類を2組と4組に並列にした冗長構成バルブ群にされており、高圧 / 低圧の中間にアキュムレータ（ACM）と呼ぶ貯圧タンクを設けることで圧力調節を行っている。低圧側バルブを閉じた状態で高圧側バルブを開くと、推進剤タンクよりアキュムレータにキセノンガスが流入する。高圧側バルブを開けておく時間でアキュムレータ内に蓄えられるガス圧を調節する。適正な圧力になれば高圧側のバルブを閉じてから、4系統あるスラスタ側配管の適切な低圧側のバルブを開く。スラスタ側配管では各組ごとのイオン生成チャンバーと中和器が連接されており、片側だけを閉じたり開いたりは出来ないイオン生成チャンバーと中和器のキセノンガス供給系が各組ごとで共通であったので、イオン・エンジンのイオン源Bと中和器Aを「クロス運用」した場合には、本来は無用なイオン源Aと中和器Bにもガスが供給された。宇宙機での推進剤タンクの流量制御にはマスフロー・コントローラを使用するのが一般的であったが、「はやぶさ」ではアキュムレータを用いた。マスフロー・コントローラは故障が多く信頼性に欠けるが、冗長性のために2台搭載するのは重量過大と判断された。アキュムレータを用いたことで流量や圧力安定性や精度は低下するが、確実な動作の方を選んだ。仮にマスフロー・コントローラを採用していれば、制御域が10倍程度と狭いマスフロー・コントローラでは、姿勢制御装置が機能を失った時に、高圧ガスをそのまま供給してイオン・エンジンから噴射することは出来なかった可能性が高い。バルブ類は、高圧系は70気圧にも耐えられる高価なものを、低圧系はより低い耐圧設計の低コストなものが採用されるのが一般的であったが、「はやぶさ」では低圧系も70気圧に耐え得るものを採用していた。これは高圧側バルブ故障や操作ミスなどでも低圧側が耐えられるように配慮したものであったが、このことが、リアクション・ホイールや噴射式の姿勢制御装置が機能を失った際に、キセノンの高圧ガスをそのままイオン・エンジンから噴射することで姿勢を保つという緊急手段を可能とした。。
直流電源