水星航天服
据英国《新科学家》杂志报道，从散发银光的水星服到橙色的航天飞机“南瓜服”，航天服不仅是一件衣服，实际上充当个人太空船，在发射和重返地球时保护宇航员的安全，并帮助他们在国际空间站开展工作，甚至完成月球行走。以下是美国航天服近50多年来的演化历程。
1、水星航天服
美国宇航局约翰·格伦于1962年成为美国第一个围绕地球轨道飞行的宇航员，格伦也是惟一穿上水星航天服和航天飞机航天服在太空飞行过的宇航员。在此图中他身穿美国宇航局的首款航天服――水星航天服。此航天服是由美国空军进行高空飞行的压力服改进来的，原本没打算让宇航员穿着它进行太空行走, 仅在太空舱失去压力的紧急情况下作为急救保护。
双子座航天服
2、双子座航天服
在设计双人双子座飞船使用的航天服时，工程师们借鉴了美国空军的做法。关节处不再用纤维连接，而改用充气的压力气囊和内部网状衬里来维持一定的压力，并使航天服在加压状态下也能保持相对灵活。美国宇航员格斯·格里逊（左）和约翰·杨于1965年3月进行了首次双子座飞船飞行任务，围绕地球轨道飞行了5小时。从图片中我们可以看到，他们所穿的航天服连着一个便携式空调，来保持航天服的凉爽。
双子座航天服经受严峻考验
3、双子座航天服经受严峻考验
双子座航天服于1965年6月3日经受严峻考验，当时宇航员艾德·怀特乘坐双子座（Gemini）飞船到达太空，上演了美国历史上第一次太空行走，他太空行走的时间是23分钟。当爱德华·怀特打开双子座4号飞行器舱门，成为第一个走进太空真空的美国人时，他的航天服还通过一条8米长“脐带”和舱内相连。这条“脐带”连接着航天服胸部的压力调节和通风装置，提供氧气。与此同时，他使用气体动力枪来帮助他实行太空行走。
阿波罗航天服
4、阿波罗航天服
在距离地球25万英里外的月球表面漫步为航天服设计师提出了新挑战。月球探索者的衣服不但必须考虑月球表面粗糙崎岖的岩石、白天的高温，还必须足够灵活。为了具有更好的灵活性，在阿波罗航天服肩膀、肘、髋关节和膝盖处采用波纹管式的橡胶垫。此图片是1968年进行阿波罗航天服的测试中，美国工程师比尔·彼得森让飞行员鲍比·史密斯穿上阿波罗航天服进行测试，给此航天服装上一条月球远行舱束缚带，将宇航员和登月舱连接起来。
5、月球漫步
5、月球漫步
据称，阿波罗航天服兼具提供氧气、空气流通、保持气压、过滤二氧化碳和冷却功能，足够让登月宇航员进行长达7小时的月球漫步。其中，氢氧化锂过滤去除宇航员呼出的二氧化碳，木炭和Orion过滤器吸收臭味。人体散发的体热通过循环的冷却水吸收，再通过水蒸发系统散入太空。此外还有一个后备系统，可提供30分钟的氧气和通信。与此同时，通信系统还可将宇航员的生理数据传回地球。月球表面时刻受到微流星体袭击，因此阿波罗航天服的外面增加了一个保护层。虽然此航天服完成了6次载人登月飞行，但月球尘埃成为一大担忧。宇航员报告细小锋利的月球尘埃损坏航天服，导致出现磨损，缝合处进入尘埃。阿波罗航天服重约82公斤，而航天飞机航天服比它重1倍半。
此图是阿波罗11号宇航员布兹·爱尔德于1969年7月20日站在月球上。这是美国历史上最出名的照片之一，其摄影师就是阿波罗11号指挥官尼尔·阿姆斯壮，这可以从爱尔德头盔面颊上的反射图像看出来。
舱外机动套装
6、舱外机动套装
美国宇航局的宇航局目前使用二件一套的航天服，叫舱外机动套装（EMU）。不同于阿波罗航天服得给每一位宇航员量身定做，EMU采用模具化设计，许多零件可以替换。衣服内的普通工作气压为三分之一个大气压。因此宇航员在太空行走前得忍受一下低压，方便排除血液和组织中溶解的氮气，从而避免在压力减少的情况下，氮以气泡形式在体内释放，这可是致命的。最大型号的EMU总重约180公斤，包括了液体冷却通风外衣、尿液采集装置、头盔、面盔、通信组件、饮水袋、生理指数监测系统，可在太空呆上大约8小时。
7、俄罗斯海鹰号(Orlan)航天服
7、俄罗斯海鹰号(Orlan)航天服
美国舱外机动套装（EMU）不是太空行走的惟一装备，俄罗斯2001年开始投入使用其专门为国际空间站使用而改进型的海鹰号出舱活动航天服。它除部分满足国际空间站的使用要求、提高可靠性、增加服装重复使用次数和改进电子通信系统的性能以外，最重要的是提高了服装的活动性。美国的舱外航天服是分体式，宇航员穿它时从腰环进入，先穿下躯干，然后穿上躯干，通常需要别人帮助。相比之下，海鹰号舱外航天服是后开门式，使宇航员能从航天服背部的一个铰链门快速进入航天服，且不需帮助。海鹰号舱外航天服重约110公斤，可在太空呆上7小时，而在设计上可持续12小时的太空行走。此图为美国宇航员迈克·芬克在2004年为期6个月的远征9任务中，身穿海鹰号舱外航天服在国际空间站外执行任务。他原本想穿美国舱外航天服，但发现衣服有问题，包括冷却装置失灵。
国产飞天号舱外航天服
8、国产飞天号舱外航天服
中国自主研制的飞天号舱外航天服重量有120多公斤，具备独立的运作系统，能独立提供适当的气压、足够的氧气、适宜的温度和湿度等生命保障系统。飞天号舱外航天服的面料采用高级混合纤维制造而成，具有高强度、耐高温、抗撞击、防辐射等特性，可满足航天员的出舱需要，每套高达三千万元人民币，可靠系数0.997，可以支持4个小时的舱外活动。2008年9月26日23时36分，神舟七号航天员翟志刚穿着飞天号舱外航天服第一次在茫茫太空中的神七轨道舱内公开亮相。图为神舟七号飞船机组成员在他们成功着陆内蒙古后出舱的画面。
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航天手套
9、航天手套
对于宇航员来说，航天手套可能是航天服中最重要的部件。航天手套被加压，因此对宇航员来说很难活动他们的手指。此外，此手套设计还必须确保能操作精密仪器。阿波罗飞船的宇航员在月球配备有双层手套，内层（左）具有由根据宇航员手模型制作的压力气囊，外层覆盖多层迈拉品牌的超绝缘材料、布料和金属网状物，以隔离热量，承受摩擦。大拇指和手指尖部位采用硅橡胶材料，保证一定程度的灵敏“触觉”。像头盔一样，手套通过压力封闭环和衣服连接。此外层手套用于太空行走中以保护他们不受微小陨石击伤、刮伤和烫伤。
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10、太空人手套获奖
10、太空人手套获奖
2007年5月，美国缅因州西南海港的工程师彼得·霍默在餐桌上缝制而成的太空人手套赢得了美国宇航局的“百年纪念挑战”大赛太空人手套挑战项目比赛的冠军，击败了专业组，获得了20万美元的巨额奖金。霍默表示，他的设计不像现行的手套起皱导致宇航员的手指像香蕉似的弯曲，迫使宇航员每伸缩一下手指都必须克服很大的阻力，而他的手套在手指的每一个关节点都能弯曲，从而使宇航员更容易活动手指。
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MarkⅢ航天服
11、MarkⅢ航天服
美国宇航局断断续续在开发的MarkⅢ航天服结合了软硬材料，其中硬体部分采用铝合金和不锈钢材料，软体部分采用聚氨酯涂层的纺织材料制成。其工作压力为57.2千帕，在出舱前不需要吸氧排氮就能避免出现潜水减压病或潜函病。此航天服使用将更简单灵活、可靠，工作寿命长。但由于这种服装结构尺寸、容积和质量较大，穿着工作时需要施加更大的压力，易导致航天员快速疲劳，目前尚未用于航天飞行使用。左图的MarkⅢ航天服是20世纪80年代末开始开发的样品服，称其背穿式系统和各关节能弯曲的设计可以让宇航员能跪下，并执行其它任务。右图为美国宇航局为2020年重返月球的未来月球行走者研制新的宇航服。
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12、生物衣
12、生物衣
过去40年，随着功能复杂化，航天服变得越来越重，极大限制人的行动，致使宇航员70-80%的能量消耗于艰难的四肢弯曲活动。而麻省理工学院的航空学教授达瓦·纽曼正在设计一种高级紧身航天服BioSuit（生物衣）一反传统航天服的笨重形象，能保证最大的灵活性。BioSuit依靠机械反压力，将贴身的伸缩材料紧紧贴在人身上。生物衣由一些硬线构成图案，当宇航员运动各部分身体时，这些硬线不会伸展，因此能为生物衣提供坚硬骨架但又不会限制宇航员的行动。BioSuit的另一个优势是安全：生物衣如果被刺破，可以像伤口一样包扎起来，衣服其他部分不会受到影响。此外，这套服装还能让宇航员保持身体健壮。研究显示，在太空中，宇航员失去超过40%的肌肉力量，但这套新服装可设计一定程度阻力，让宇航员在飞向火星的途中穿着它锻炼。
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