はやぶさ (探査機)
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のグリッドは「スクリーン」「アクセル」「ディセル」という3層から成るが、スクリーン・グリッドには+1500V程度が印加され、アクセル・グリッドには-300V程度が加わり、ディセル・グリッドは0Vの電圧レベルになっている。スクリーン、アクセル、ディセルという3枚のグリッドは0.5mm間隔で並び、それぞれ3mm、1mm、2mmほどの異なる大きさの900個近い穴があけられており、互いの開口位置が正確に合わされている。正の電荷を帯びたキセノン・イオンは、1枚目の+1500V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-300V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の推進力となる。3枚目の0Vの電位がか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・グリッドに戻る事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に自由に飛び出すが、全体の量は比較的少なく、搭載燃料の無駄ではあるが許容されている。
一時的に地球の影に入った機体は搭載したリチウムイオン蓄電池によって電源がまかなわれた。
10月:太陽光パネルの発電出力低下に伴い、地球との通信時間帯には稼働しているイオンエンジンの1基を停止させ電力を通信機に融通し、通信終了後には電力をイオンエンジンへ供給する運用を行った。
12月9日:イオンエンジンの積算稼働時間が2万時間を突破した。
2005年2月18日:遠日点(1.7天文単位)を通過。イオンエンジンを搭載した宇宙機としては世界で最も太陽から遠方に到達した。
7月29日 - 30日・8月8日 - 9日・8月12日:搭載されたスタートラッカー(星姿勢計)により小惑星「イトカワ」を捉え、合計24枚の写真撮影を行った。これらの画像と地上からの電波観測により精密な軌道決定を行った。
7月31日:リアクションホイール (RW)3基のうちx軸周りを担当していた1基が故障して回転しなくなった。残る2基による姿勢維持機能に切り替えて飛行した。
8月:8月前半はRWの故障対応でしばらくIESによる加速を中断していたのを補うために、8月後半はIESの3基による全力加速を継続的に行った。
8月28日:イオンエンジンを切りイトカワへの接近に備えた。
遠日点(1.7天文単位)を通過。イオンエンジンを搭載した宇宙機としては、太陽から史上最も遠方に到達(なお、2010年4月15日現在ではドーンが太陽から約2億9260万km=約1.96天文単位に到達している)
光学的手法により、自力で史上最も遠い天体への接近・到達・着陸・離陸