はやぶさ (探査機) 構造
イトカワ表面よりサンプルを採取するサンプラーは、5つのサブシステムより構成されている。
プロジェクタ
サンプラーホーン
サンプルキャッチャー / カプセル蓋
搬送機構
サンプルコンテナ
プロジェクタ
プロジェクタは弾丸（プロジェクタイル）を下方へ向けて打ち出し、イトカワ表面の岩石などを飛散させてサンプルとしてホーン内へ飛び上がらせる役割を持つ。3本の棒状の発射装置がサンプラーホーン基部外面に備わり、電気発火によって推進薬に点火されることで、5 gのタンタル製の弾丸が各1発ずつ順番に発射されると秒速300 mで飛び出してイトカワ表面を打つ。ホーン基部にはアルミ箔の膜が付いた穴が3か所開いており、それぞれのプロジェクタがこれらに合わせて取り付けられている。点火後、弾丸は推進薬の圧力によってアルミニウム製のサボと共に前進し、弾丸はプロジェクタから飛び出すが、サボはプロジェクタ内に留まり変形して銃口を塞ぐので、発射ガスがホーン内に吹込まれてサンプルや地面を汚染することはほとんどない。弾丸は穴からホーン内に入射されると、下部ホーン下端中央付近に飛ぶように照準されている。弾丸はタンタル製であるため、小惑星の岩石組成とは区別が付きやすいとされる。プロジェクタの発射命令は、ホーン長さを測るLRF-S2が1 cmの短縮を検出することで出されることとなっていた。
サンプラーホーン
サンプラーホーンは、先端部の内径が20 cmで全長1 mほどのほぼ円筒形をした中空管である。上部ホーンと下部ホーンはアルミニウム製の円錐形であり、ホーン全体の外形を保ちながら、舞い上がったサンプルを最上部へと誘導する働きをする。中部ホーンは耐弾性がある布を円環で支えた蛇腹構造になっていて、打上げ時には畳まれ、宇宙空間で伸ばされるようになっている。舞い上がったサンプルがホーンを破って機体に損傷を与えないように強靭な布が選ばれており、機体自身が地面に接触しないように距離を稼ぐと同時に接地時衝撃吸収も担っている。下部ホーン周囲にはダストガートというスカートがあり、ホーンに入らなかったサンプルが機体側へ飛び上がって障害を発生させないように考慮されている。
サンプルキャッチャー / カプセル蓋
サンプルキャッチャーは直径48 mm、高さ57 mmの円筒形容器であり、内部はA室とB室に隔てられている。上部ホーンより導かれたサンプルは45度に傾いた反射板に当たることで進路が横向きに修正されて、1回目のサンプル収集ではB室に格納され、次にA室へ格納される。2室切替は120度（1 / 3回転）ごとに2方向の開口部を有する回転ドア式回転筒キャップによって行われ、最後の1 / 3回転によってこれがそのまま蓋となる。サンプルキャッチャーの一方にはカプセル蓋が固定されている。
搬送機構
サンプルキャッチャーをサンプルコンテナ内に移動させるのが搬送機構の役割である。サンプルの収集を終えて、サンプルキャッチャーをサンプルコンテナ内に移動するには、まず、サンプルキャッチャーに挿入されているホーン上端部を下げる。次に、形状記憶合金製バネへ通電してサンプルキャッチャーとカプセル蓋を押し、これらをサンプルコンテナ内へ挿入する。ラッチ・シール機構に対して信号を送り、ラッチによってカプセルにカプセル蓋を固定する動作と、Oリングによる真空シールを保つ動作を同時に行う。カプセル側と結んでいた信号ケーブルを火工品によるワイヤーカッターで切断した。
サンプルコンテナ
サンプルコンテナは帰還カプセル内の中央に位置しており、サンプルキャッチャーを格納する容器である。宇宙空間でサンプルキャッチャーを収容したサンプルコンテナは、サンプルキャッチャー側の2重Oリングと共にサンプルキャッチャーとサンプルコンテナとの狭い間隙を真空に保つことで地球帰還時の再突入の高温より熱伝導を断ち、同時にサンプルコンテナ内まで真空に保つことで地球大気からのサンプル汚染も防ぐようになっている。
帰還カプセル
帰還カプセルは、直径40 cm、質量16.3 kgの蓋付中華鍋のような形状をした耐熱容器で、サンプルコンテナなどを除けば、ヒートシールド、パラシュート、インスツルメント・モジュールといった要素より構成される。帰還カプセルはサンプルコンテナを収容後、分離地点に到達した所で止められていたラッチを火工品により解除し、18本のヘリカルスプリングが再突入カプセルを回転を付けながら押し出す仕組みである。地球帰還時には最大約43,000 km/時（約12 km/秒）の速度で大気へ突入するため、主に断熱圧縮による空力加熱を受けて前面の空気温度は最大2万 ℃ほどになる。15 MW/m2ほどの加熱率と見込まれる。地球帰還後は月軌道付近で本体から分離し（実際には 70,000 km または 74,000 km で分離した）、突入角12度、秒速12.2 km の超軌道速度で再突入する。
ヒートシールド
ヒートシールドは、主に炭素繊維強化プラスチック（CFRP）によって作られた耐熱性カバーであり、前面ヒートシールドと背面ヒートシールドの2つの円盤状部品より構成される。最大2万 ℃となる熱に耐えながら、内部への熱侵入を断つことが求められた。前面ヒートシールドは、落下中の減速効果と姿勢安定性を両立させるために曲率半径20 cmの部分球面状外形が選ばれた。高熱に耐えるための外面を形成するCFRP層は「アブレータ」と呼ばれる。前面側では25 - 36 mmほどのアブレータ層内側には10 mmほどの断熱層が形成され、背面側では11 mmのCFRP層となっている。表面にはアルミ蒸着カプトンの薄膜が貼られている。背面ヒートシールドにはパラシュート一端が繋がり、ヒートシールドを分離・破棄する過程でパラシュートが引出されることとなる。
パラシュート
再突入カプセルは、大気を落下中の高度5 - 10 km付近でヒートシールドを捨て、ポリエステル製のパラシュートを開いて、落下速度を7 m/秒程度にまで減速させる。
インスツルメント・モジュール
インスツルメント・モジュールはサンプルコンテナを取囲むように配置されている電子機器であり、リチウム1次電池によってパラシュート開傘命令と電波ビーコン送信が行われる。加速度センサやタイマーによってパラシュート開傘タイミングを決め、開傘後に地上に落下してからはUHF帯でビーコンを送信する。高熱や開傘時の50 Gほどの衝撃にも耐える必要から、基板間は樹脂で満たされ固められている。
MINERVA（ミネルバ）は、当初、はやぶさへの搭載が予定されていたアメリカ航空宇宙局（NASA）ローバーがキャンセルされたため、それまでゆっくりと開発されていたものが、急遽準備された日本の小型ローバーである。プロジェクトマネージャーの川口淳一郎が日本独自の子探査機を搭載することを提案し開発された。名称は "MIcro/Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid" の略である。カウンターバランス代わりに搭載することが前提となっており、分離機構を含めた質量を1 kg以内に収めることが条件となっていた。NASAのJPLによってMUSES-CN開発が進められていたことから正式なプロジェクトとしては扱われておらず、開発費は技術研究費用から捻出された。民生品や宇宙仕様品の廃棄部位の使用、宇宙仕様品メーカーによる無償提供などで開発コストが大幅に削減されている。当初は正4面体頂点にハエタタキのような構造を取付け、それをモーターで駆動するという方式が考えられたが、駆動部位露出や消費電力面で問題があり、最終的には完全密閉正16角柱形の外形に、内部モーターを駆動してその反力でホップするという方式に決定した。
打上げ後2年を経て2005年11月12日に探査機より分離されたが、分離時に探査機が上昇中であったため、イトカワに着陸することは出来ず、史上最小（当時）の人工惑星となった（後にIKAROSのDCAM2により更新）。分離後の状態は良好であり、探査機太陽電池パネルを撮影した他、通信可能限界距離を越え通信が途絶するまで18時間に渡ってデータを送信し続けた。
"MUSES-CN"は質量1 kgを目標として開発される予定小型ローバーであった。この着陸探査機は、NASAジェット推進研究所のディープスペースネットワークを利用する対価として「はやぶさ」へ搭載される予定であったが、重量過多と開発費高騰によって2000年11月3日に開発計画は中止された。カメラや近赤外分光器搭載を予定していた。