人乘飞船到太空飞行不易，人要到飞船之外的茫茫太空行走更是如履薄冰，十分危险。因为人离开飞船座舱进入宇宙空间，不仅要克服失重、真空给人体活动带来的困难，而且还要战胜高温、高寒和辐射对人体的影响。同时，人步入敞开的空间，离开飞船活动，一旦与飞船失去联系，或出现其他意外故障，那么人就可能成为一颗“人体卫星”被抛入太空，再不能返回地
球。这是多么可怕的事情。因此，航天员到空间行走需要解决许多技术上的难题。
人进入太空飞行后，开始只在宇宙飞船、空间站或航天飞机的密封舱里生活。后来由于空间活动的需要，航天员穿着宇宙服试验到舱外活动。1965年 3 月 18 日，前苏联航天员列昂诺夫离开上升 2 号飞船密封舱，系着安全带第一次实现到茫茫太空行走。列昂诺夫穿着的一种新型宇宙服，其内衣是由通心粉状的管子盘成的，管子总长 100 米。管内流过的冷水能吸去航天员身上散发的热量，并排放到宇宙空间去。在这种内衣外再罩上一层一层外套，套上同样多层的手套，穿上金属网眼靴子，戴上增强树脂盔帽，就能保证到密封舱外安全活动。
同年 6 月 5 日，美国航天员怀特也走出双子星座 4 号飞船的密封舱，在太空行走了 20 分钟。他们两人开创了人类太空行走的先河。
自从载人航天以来，航天员已实现了近百次太空行走。但在 1984 年以前的 60 多次太空行走中，航天员不仅必须穿上特制的宇宙服，而且还要使用安全带和供给氧、电的“脐带”，并在航天器上，以防在太空中飘走。后来经过长期试验，终于解决了人不系安全带到太空活动的问题。
1984 年 2 月 3 日，美国挑战者号航天飞机上的两名航天员麦坎德利斯和斯图尔特，背上一种叫“喷气背包”的太空代步装置，飞离航天飞机 97 米远，进行了 5 个小时的舱外活动。这是世界上第一次不系安全带的太空行走。这种喷气背包又称太空摩托艇，高约 1.25 米，宽约 0.83 米，总重 150 公斤，内装 12 公斤液氮气，航天员通过扶手上的开关控制 24 个微型喷嘴，喷射出压缩氮气，形成各个方向大小不同的反推力，实现各个方向的移动。航天员带上这种喷气背包，能在茫茫太空中翻筋斗、旋转、左右摇摆、立定不动，以及上下前后自由移动。航天员做这些动作可以客不费力气，心不跳，气不喘，不感到一点劳累，因为太空中既没有风，也没有摩擦力。当然，由于这是一种新的宇航工具，使用还不很顺手，所以往往也会出现险情。太空是个黑暗的世界，只有在航天器位于太阳与地球之间时，才能看到太阳和有光亮的地球，而一旦背向太阳，面前则是漆黑一片，航天员从不在夜间走出密封舱去活动。太空也是个极冷的世界，航天员走出密封舱，就会感到刺骨透心的寒冷，禁不住浑身发抖。而美国的麦坎德利斯和斯图尔图，就在这样的太空环境里出色地完成了太空行走任务。
1989 年 9 月 6 日，前苏联航天员维克多连科和谢列布罗夫乘联盟 TM—8 号飞船上天，进入和平号轨道站工作。他们穿上新型密封宇宙服，背上与美国太空背包类似的太空机动装置，走出轨道站座舱，先后 5 次进入敞开的太空行走。1990 年 1 月 8 日，两名航天员第一次走出舱外，活动 2 小时 56 分钟，行走 35 米。他们在舱外安装了两个 80 公斤的方向传感器，卸下了长期暴露在宇宙空间的试验材料样品。1 月 11 日，他们开始第二次太空行走，在站外拆除了作废的平台，并把对接器从量子 2 号专业舱搬到轨道站的另一侧，以备对接后来的专业舱。l 月 26 日，他俩第三次到站外试验带有通信、遥控和动力装置的新型密封宇宙服，并在量子 2 号专业舱舱口安装航天员独立活动装置停靠器。2 月 1 日，他们第 4 次走出座舱，离开舱门最远到 33 米，试验了一种在太空自由飞行的“宇宙小艇”的性能，这次太空行走用了 4 小时 59 分钟。2 月 5 日，航天员又到舱外飞行了 200 多米，停留了 3 小时 45 分钟，乘“宇宙小艇”演练了各种运动状态的控制，并考察了轨道站周围的
辐射情况。
航天员太空行走是一项全新的技术，而且需要具有良好的心理素质。这种太空行走在航天活动中越来越显出它的重要作用。
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