定常運用
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2003年1月30日より定常段階へ移行した。当初の運用計画では定常段階は3ヶ月間の予定であったが、衛星の状態が良好であったため5ヶ月間に変更された。定常段階ではCCDESA実験、CMR及びMOBCの軌道上実験、画像誘導航法に必要な画像処理技術実験、運動するターゲットの相対運動推定実験などの実験運用が行われた。
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定常運用
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IKAROSは6月3日にセイルの展開を開始し、6月10日に地球からの距離約770万 kmにて、セイルの展張および薄膜太陽電池による発電を確認した。これによってミニマムサクセスは達成された。6月15日には分離カメラDCAM2を射出し、セイルを展張したIKAROS全体の撮影に成功した。6月19日には、もう一方の分離カメラDCAM1をより低速度で射出し、操舵装置の液晶デバイスの作動を確認した。 6月21日にはIKAROS本体に搭載されたガンマ線バースト観測器（GAP）が稼動し、22日にはセイルに搭載されたダスト検出器（ALADDIN）に電源が入った。7月7日にはGAPが運用開始後初めてガンマ線バーストを観測した。 セイル展開の成功を受け、7月よりフルサクセスを目指すべく、光子加速実証フェーズへと移行した。7月9日、以前より取得できていた通信電波のドップラー効果を利用した地球に対するIKAROSの相対加速度のデータに加え、新たに算出されたレンジアンドレンジレート（RARR）によるIKAROSの軌道決定により、セイルが太陽光の光子を受けて、IKAROSは加速できたと確認された。IKAROSが太陽光によって受けた力の強さは、地球の地表の一般的な重力の場所で、0.114グラムの重りがぶら下った程度の力とされる（約1.1×10−3 ニュートンに相当）。続けて7月13日に姿勢制御デバイス（液晶デバイス）によるセイルの姿勢制御実験が行われ、想定通りの姿勢制御性能が達成できたと確認された。 2010年12月8日、日本標準時16時39分に、IKAROSは金星から80,800 kmの地点を通過した。ソーラーセイル宇宙機としては、初めて他の惑星の近傍に到達した。
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