宇航服的工作原理

通过在宇航服内部创造一个类似地球的环境，宇航服可以让人类在相对安全的情况下在太空中行走。宇航服提供:

加压的气氛

宇航服提供气压，使你体内的液体保持液态——换句话说，防止你的体液沸腾。就像一个轮胎在美国，宇航服本质上是一个充气的气球，它受到一些橡胶织物的限制，在这种情况下，氯丁橡胶涂层纤维。宇航服的“气球”部分受到的限制为里面的宇航员提供了空气压力，就像在硬纸筒里吹气球一样。

大多数宇航服在低于正常大气压(14.7磅/英寸)的压力下工作²，或1台atm);航天飞机舱室也在正常大气压下工作。航天飞机宇航员使用的宇航服工作在4.3磅/英寸²，或0.29 atm。因此，在宇航员穿上宇航服进行太空行走之前，无论是航天飞机本身还是气闸的舱室压力都必须降低。一个太空行走的宇航员要冒的弯曲因为宇航服和航天飞机舱室之间的压力变化。

氧气

宇航服不能使用正常的空气——78%的氮气，21%的氧气和1%的其他气体——因为低压会导致氧气浓度低到危险的水平肺和血就像攀登珠穆朗玛峰一样。所以，大多数宇航服都提供供呼吸的纯氧环境。宇航服通过脐带或宇航员携带的背包生命支持系统从宇宙飞船中获取氧气。

航天飞机和国际空间站有模拟我们大气的正常空气混合物。因此，要穿上纯氧宇航服，太空行走的宇航员必须在穿上宇航服之前“预呼吸”一段时间的纯氧。这种预呼吸纯氧可以消除宇航员血液和组织中的氮，从而最大限度地降低患减压病的风险。

二氧化碳

宇航员呼出二氧化碳。在宇航服的密闭空间里，二氧化碳的浓度会达到致命的水平。因此，必须从宇航服的大气中去除多余的二氧化碳。空间适合使用氢氧化锂罐去除二氧化碳。这些气罐被放置在宇航服的生命维持背包里或飞船里，在这种情况下，它们可以通过脐带进入。

温度

为了应对极端的温度，大多数宇航服都用多层织物(氯丁橡胶、戈尔特克斯、涤纶)进行高度绝缘，并在外层覆盖反光层(聚酯薄膜或白色织物)以进行反射阳光．宇航员从他/她的身体产生热量，特别是在做运动的时候剧烈的活动．如果热量没有被转移，宇航员产生的汗水会使头盔蒙上雾，导致宇航员严重脱水;宇航员尤金·塞尔南在双子座9号上的太空行走中减掉了几磅。为了去除多余的热量，宇航服要么使用风扇/热交换器吹冷气，就像水星和双子座计划，要么使用水冷服，从阿波罗计划一直使用到现在。

Micrometeroids

为了保护宇航员免受微小行星的撞击，宇航服采用了多层耐用织物，如涤纶或凯夫拉尔纤维。这些层还可以防止宇航服在航天器、行星或月球的裸露表面撕裂。

辐射

宇航服只能提供有限的辐射防护。宇航服内置的聚酯薄膜反光涂层提供了一些保护，但宇航服不能提供太多的保护太阳耀斑．因此，太空行走计划在太阳活动低的时期进行。

清晰的看见

宇航服的头盔是由透明塑料或耐用聚碳酸酯制成的。大多数头盔都有反射阳光的覆盖物，以及浅色的护面来减少眩光，这很像太阳镜．此外，在太空行走之前，头盔的内部面板被喷上防雾化合物。最后，现代宇航服头盔上安装了灯光，这样宇航员就能看到阴影。

太空服内的机动性

在充气的太空服里移动是很困难的。想象一下在充气的橡胶手套里移动手指;它给不了多少。为了解决这个问题，宇航服在织物上配备了特殊的关节或锥形，以帮助宇航员弯曲他们的手、胳膊、腿、膝盖和脚踝。

通信

宇航服装备有无线电发射器/接收器，以便太空行走的宇航员可以与地面控制人员和/或其他宇航员交谈。宇航员戴着带有麦克风和耳机的耳机。发射器/接收器安装在宇航员佩戴的背囊/背包中。

航天器的机动性

在失重状态下，很难到处移动。如果你推动某物，你就会朝相反的方向飞开(牛顿第三运动定律——每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力)。双子星座的太空行走宇航员报告说仅仅保持他们的位置就有很大的问题;当他们试图转动扳手时，他们会向相反的方向旋转。因此，航天器配备了支撑点和手约束，以帮助宇航员在微重力下工作。此外，在执行任务之前，宇航员在地球上的大水箱中练习太空行走。充气太空服在水中的浮力模拟了微重力。

美国国家航空航天局也开发了一些天然气动力火箭机动设备使宇航员可以在太空中自由活动，而不用被束缚在宇宙飞船上。一个这样的装置，叫做载人机动装置基本上是一个带有操纵杆控制的气体推进器驱动的椅子。美国国家航空航天局还开发了一种可以安装在背包上的氮气推进装置，称为简化舱外活动救援援助(安全)。当宇航员与宇宙飞船分离时，安全舱可以帮助他/她返回航天飞机或空间站。SAFER装有3.1磅(1.4公斤)的氮气推进剂，可以最大改变宇航员的速度约9英尺/秒(3米/秒)。