During the interval from September through early December 2005, the Hayabusa spacecraft was in close proximity to near-Earth asteroid 25143 Itokawa, and a variety of data were taken on its shape, mass, and surface topography as well as its mineralogic and elemental abundances. The asteroid's orthogonal axes are 535, 294, and 209 meters, the mass is 3.51 x 10(10) kilograms, and the estimated bulk density is 1.9 +/- 0.13 grams per cubic centimeter. The correspondence between the smooth areas on the surface (Muses Sea and Sagamihara) and the gravitationally low regions suggests mass movement and an effective resurfacing process by impact jolting. Itokawa is considered to be a rubble-pile body because of its low bulk density, high porosity, boulder-rich appearance, and shape. The existence of very large boulders and pillars suggests an early collisional breakup of a preexisting parent asteroid followed by a re-agglomeration into a rubble-pile object.

Fast tailward ion flows with strongly southward magnetic fields are frequently observed near the neutral sheet in the premidnight sector of the magnetotail at 20–30 R E for substorm onsets in Geotail observations. These fast tailward flows are occasionally accompanied by a few keV electrons. With these events, we study the structure and dynamics of magnetic reconnection. The plasma sheet near the magnetic reconnection site can be divided into three regions: the neutral sheet region (near the neutral sheet with the absolute magnitude of B x of < 5 nT), the boundary region (near the plasma sheet/tail lobe boundary with the absolute magnitude of B x is near or > 10 nT), and the off‐equatorial plasma sheet (the rest). In the neutral sheet region, plasmas are transported with strong convection, and accelerated electrons show nearly isotropic distributions. In the off‐equatorial plasma sheet, two ion components coexist: ions being accelerated and heated during convection toward the neutral sheet and ions flowing at a high speed almost along the magnetic field. In this region, highly accelerated electrons are observed. Although electron distributions are basically isotropic, high‐energy (higher than 10 keV) electrons show streaming away from the reconnection site along the magnetic field line. In the boundary region, ions also show two components: ions with convection toward the neutral sheet and field‐aligned ions flowing out of the reconnection region, although acceleration and heating during convection are weak. In the boundary region, high‐energy (10 keV) electrons stream away, while medium‐energy (3 keV) electrons stream into the reconnection site. Magnetic reconnection usually starts in the premidnight sector of the magnetotail between X GSM = −20 R E and X GSM = −30 R E prior to an onset signature identified with Pi 2 pulsation on the ground. Magnetic reconnection proceeds on a timescale of 10 min. After magnetic reconnection ends, adjacent plasmas are transported into the postreconnection site, and plasmas can become stationary even in the expansion phase.

The low energy particle (LEP) instrument onboard GEOTAIL is designed to make comprehensive observations of plasma and energetic electrons and ions with fine temporal resolution in the terrestrial magnetosphere (mainly magnetotail) and in the interplanetary medium. It consists of three units of sensors (LEP-EA, LEP-SW and LEP-MS) and a common electronics (LEP-E). The Energy-per-charge Analyzers (EA) measure three-dimensional velocity distributions of electrons (with EA-e) and ions (with EA-i), simultaneously and separately, over the. energy-per-charge range of several eV/q to 43 keV/q. Emphasis in the EA design is laid on the large geometrical factor to measure tenuous plasma in the magnetotail with sufficient counting statistics in the high-time-resolution measurement. On the other hand, the Solar Wind ion analyzer (SW) has smaller geometrical factor, but fine angular and energy resolutions, to measure energy-per-charge spectra of the solar wind ions. In both EA and SW sensors, the complete three-dimensional velocity distributions can only be obtained in a period of four spins, while the velocity moments up to the third order are calculated onboard every spin period (nominally, 3 sec). The energetic-ion Mass Spectrometer (MS) can provide three-dimensional determinations of the ion composition. In this paper, we describe the instrumentation and present some examples of the inflight measurements.

The reflectance spectra of the most abundant meteorites, ordinary chondrites, are different from those of the abundant S-type (mnemonic for siliceous) asteroids. This discrepancy has been thought to be due to space weathering, which is an alteration of the surfaces of airless bodies exposed to the space environment. Here we report evidence of space weathering on particles returned from the S-type asteroid 25143 Itokawa by the Hayabusa spacecraft. Surface modification was found in 5 out of 10 particles, which varies depending on mineral species. Sulfur-bearing Fe-rich nanoparticles exist in a thin (5 to 15 nanometers) surface layer on olivine, low-Ca pyroxene, and plagioclase, which is suggestive of vapor deposition. Sulfur-free Fe-rich nanoparticles exist deeper inside (<60 nanometers) ferromagnesian silicates. Their texture suggests formation by metamictization and in situ reduction of Fe(2+).