舱外航天服是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的多层次、多功能的个人防护装备，由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成。
舱外服的雏形可追溯至20世纪60年代苏美两国的首次出舱任务。苏联继首次载人飞行和首次出舱活动后研制了Yastreb航天服。美国在载人登月的阿波罗任务期间研发了舱内/舱外航天服系统A7L及其改进型A7LB。随着空间站建设运营等原因导致出舱时间以及出舱任务复杂度都显著增加。为提高其灵活性和机动性，美苏等国逐渐采用半硬式航天服作为舱外航天服，如苏联开发了“海鹰”系列舱外航天服，美国开发了轨道基舱外航天服系统等舱外航天服，中国开发了飞天系列舱外航天服。
2025年8月15日，神舟二十号乘组圆满完成第三次出舱活动。此次任务中，陈冬身着的空间站舱外服B已累计保障了20次出舱任务，成为中国空间站首套实现“4年20次”延寿目标的舱外服。
发展历程
软式航天服
载人航天技术的早期目标是实现近地轨道的发射再入以及突破轨道出舱活动技术瓶颈，航天服的功能主要体现在航天器内的应急压力防护和短时出舱防护。最早航天服的需求是舱内航天服，在航空飞行员高空飞行时使用的全密闭增压式防护服的基础上发展而来。而舱外航天服则是在舱内航天服外加一真空屏蔽隔热服，兼具舱外防护与舱内压力防护功能。舱外服的雏形可追溯至20世纪60年代苏美两国的首次出舱任务。以美国G4C航天服为例，其主体结构采用软体结构，兼具舱内航天服与舱外航天服双重用途，通过脐带连接，依靠舱载设备提供氧气与散热，但受限于开放式通风供氧，出舱时间短，且散热性能低。
苏联继首次载人飞行和首次出舱活动后，持续提升舱外服的技术水平，同期研制的Yastreb航天服在便携式生保系统、散热性能、可靠性设计等方面取得了突破，大幅提高了航天员出舱作业时长与活动范围，提升了系统的散热效率和安全可靠性。
美国在载人登月的阿波罗任务期间，相继研发了舱内/舱外航天服系统A7L及其改进型A7LB。A7LB航天服优化了穿脱方式，延长了舱外独立作业时间，实现了便携式生保系统方案，工作模式由舱载供给的开放式转为闭式通风供氧与散热，并采用了无线通信模式。这一阶段的舱外服均为软式航天服，尽管安全可靠性在逐步提升，但穿脱复杂、关节活动受限，加压后形态与尺寸变大，不利于进出气闸舱。
半硬式航天服
随着空间站建设运营及航天飞行任务，天地往返常态化，近地轨道出舱频率、出舱时间以及出舱任务复杂度都显著增加，对舱外服的人机工效提出更高要求。为提高其灵活性和机动性，设计人员采用半硬式航天服作为舱外航天服，而较软、较轻的航天服作为舱内航天服，形成了两种体系。半硬式航天服构型由苏联首先提出，并由此开发了“海鹰”系列舱外服，采用硬金属躯干与头盔和背包结合为一体，通过背部的开门实现穿脱，四肢采用柔软材料制成，设计了软关节和气密轴承，以提高活动性。
美国早期研制的舱外航天服“出舱活动装置”（Extravehicular Mobility Unit，以下简称EMU)是根据所穿着的航天员的体型进行组件组合配置，且需在地面进行维护和维修，属于地基型舱外服。为进一步适应国际空间站的出舱活动任务和航天飞机退役后的在轨维护，科研人员对压力服系统进行了改进设计，研发了轨道基舱外航天服系统（Shuttle Enhanced EMU），即运送入轨后不再返回地面，寿命周期内通过在轨维护与维修，保证状态良好。新型的EMU重点对舱外服的可靠性、在轨维修性、延寿及微生物与污染物控制等方面进行了提升。
2004年7月，中国正式立项并启动了舱外航天服的研制，同样采用了半硬式密封结构。第一代飞天舱外服于神舟七号飞船飞行任务中完成了首次出舱活动功能验证，标志着其具备执行较为复杂的轨道出舱任务的能力。2012年，中国开始新一代“飞天”舱外航天服的研制，经历了9年的设计验证与改进，于2021年2月正式出厂，随后在空间站首次使用。2025年8月15日，神舟二十号乘组圆满完成第三次出舱活动。此次任务中，陈冬身着的空间站舱外服B已累计保障了20次出舱任务，成为中国空间站首套实现“4年20次”延寿目标的舱外服。
结构组成
舱外航天服是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的多层次、多功能的个人防护装备，由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成。其中服装包括多层，最里层是衬里和尿收集装置；衬里外是用于散热的液冷通风层；液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层；然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层；限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层；最外面是保护层，它由多种纤维复合织物制成，具有良好的柔软性，耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀，还有防辐射的功能和连接其他装具的接口。
舱外航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成，其中的头盔壳所用材料具有强度大、抗冲击等优点。在出舱前，头盔面窗的内部要喷上防雾剂。手套与服装通过腕圈接连，靴子由压力靴和舱外热防护套靴组成。
舱外航天服在背部装有提供氧气等维持生命所需各种条件的便携式生命保障系统。如果太空行走时间较长，舱外航天服内要装有饮水袋。在饮水管的旁边还有一个放置食物棒的长孔。
航天服功能
舱外航天服除了具有舱内航天服所有的功能外，还增加了防辐射、隔热、防微石陨石、防紫外线等功能，在服装内增加了液冷系统(液冷服)，以保持人体的热平衡，并配有背包式生命保障系统，它能够为航天员提供呼吸用氧，还可以控制服装内的压力和温度，清除航天服内二氧化碳、臭味、湿气和微量污染。
各国发展
中国
概述
2004年7月，中国正式立项并启动了舱外航天服的研制。神舟七号飞船首次出舱任务的成功，标志着中国基本掌握了舱外航天服系统的研发技术。伴随着我国空间站任务的进展，对出舱活动提出更高的要求，2012年，中国开始新一代“飞天”舱外航天服的研制，经历了9年的设计验证与改进，于2021年2月正式出厂，随中国货运飞船入轨，在空间站首次使用。
“飞天”舱外航天服
“飞天”舱外航天服质量为120千克，高2米，配有1.30米高的生命保障系统背包，可支持至少4小时的舱外活动，能重复使用5次以上，价值3000多万人民币。从内到外分6层：舒适层、备份气密层、主气密层、限制层、隔热层、外防护层，具备防辐射、温度调节和压力调节等功能，还有完备的生命保障系统。服装的四肢装有调节带，通过调节上臂、小臂和下肢的长度，身高1.60～1.80米的人都能穿上这套衣服。最外层防护材料可耐受±100℃左右的温差变化。壳体为铝合金薄壁硬体结构，厚度1.5毫米，抗压能力超过120千帕，经得起地面运输、火箭发射时的震动，还能连接服装各个部位，承受整套服装120千克质量。
“飞天”舱外服采用整体拟人形态半硬式密封结构（躯干是硬式结构，四肢是软式结构），及后背铰链门式穿脱机构；采用闭式循环非再生式环控生保系统，由高压氧瓶供氧，使用40千帕纯氧压力制度，主要采用水升华器技术实现主动热防护；遥测与控制系统把舱外航天服的工程参数、航天员的生理参数和话音信号，利用“脐带”方式有线下传或遥测设备无线下传；可由“脐带”模式舱载供电，也能由服装电池自主供电。其指尖部分只有1层气密层，以保持触觉，手指其余部位内有2层真空屏蔽隔热层。手套的手背处装有可以翻折的热防护盖片，它不仅能提高手指的热防护能力，还能保证手指的关节活动性。在手套的握物部位设置有防滑的凸粒状橡胶，可握住25毫米的铅笔粗细的东西。
“飞天”舱外航天服具有重而不笨、行动灵活的特点。它巧妙地利用了仿生结构，使关节活动更自如。其上下肢的所有关节处使用了气密轴承，使航天员的手脚可随意转动，又能严格保证气密性。其背包是航天服穿脱口的密封门，在背包内安装了舱外航天服生保设备，背包壳体下端装有备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。
第二代“飞天”舱外航天服
第二代“飞天”舱外服重达130公斤，从里到外有6层，内部压强也有0.4个大气压，第二代“飞天”舱外服可以满足1.6~1.8米身高的航天员穿着使用，第二代“飞天”舱外服改进的加压手套能握住直径5毫米的物体。第二代“飞天”舱外服的摄像机和照明灯整合更充分，首次实现了航天员手臂操作区和胸前控制区的一体化集成照明设计。第二代舱外航天服主要进行了3个方面的重大改进：首先是改变了航天服的结构布局设计；其次是提高了航天服的使用寿命；最后是提高了人服能力。第二代“飞天”舱外航天服相比第一代，不仅更为安全可靠，使用时间和寿命更长，而且测试维护性更强，穿着使用更舒适，可以满足空间站建设和运行阶段长时间舱外工作的需求。
2025年8月15日，神舟二十号乘组圆满完成第三次出舱活动。此次任务中，陈冬身着的空间站舱外服B已累计保障了20次出舱任务，成为中国空间站首套实现“4年20次”延寿目标的舱外服。
俄罗斯/苏联
概述
俄罗斯/苏联“海鹰”舱外航天服经历了6次改进的历程：“海鹰”-D、“海鹰”-DM、“海鹰”-DMA、“海鹰”-M、“海鹰”-MK、“海鹰”-MKC。20世纪60年代中期，为实现月球计划，苏联的“星星”公司提出了新半硬式航天服设计方案，形成了最初的“海鹰”舱外航天服。半硬式舱外航天服的主要特点是硬金属躯干，其与头盔和背包为一体，能够通过背部开口实现快速穿脱。但该型号舱外航天服只做了相应地面试验，并未实践应用。
20世纪70年代后，苏联将登月计划转为“礼炮”号空间站飞行任务，飞行条件的变化改变了舱外航天服的使用要求。科研人员简化了“海鹰”舱外航天服的裤腿设计，去掉了附加的髋关节，降低并简化了热屏蔽和真空屏蔽层的设计，并用单层遮阳面窗代替了双层遮阳面窗，即形成了“海鹰”-D型舱外航天服。
随着出舱任务的日趋复杂，科研人员于80年代中期设计了“海鹰”-DM型舱外航天服。其在“海鹰”-D舱外航天服基础上增加了其中一层气密层织物的强度，提高了上肢的活动性能；设计了气动、液压系统的联合控制板，增加了压力头盔的防护外壳和工作台的照明灯等。经改进，“海鹰”-DM舱外航天服的可操作性和可靠性均被提高。
“和平”号空间站任务阶段，航天员需要远离气闸舱长时间进行维修和装配工作。80年代末，“星星”公司对“海鹰”-DM型舱外航天服进行了重大改进，研制出了具有独立电源、无线电遥测与天线装置的“海鹰”-DMA舱外航天服，实现了真正意义上的独立式舱外航天服系统。
随着空间技术向着国际化方向发展，“星星”公司对“海鹰”-DMA型舱外航天服做了重大改进，最终定型为“海鹰”-M舱外航天服。该航天服的背包入口抬高了60毫米，穿脱更容易，操作也更灵活。同时科研人员为其增加了躯干的转动功能。随着国际空间站计划的展开，1999年，科研人员对“海鹰”-M舱外航天服再次做出改进，缩短袖长、改进手套结构，更新了袖子与胸甲连接部分；扩大了躯干长度调整范围等，并研制了符合美国航空航天局设备的接口，提高了服装的兼容性。
2010年11月，“星星”公司将计算机应用到舱外航天服上，通过内置计算机控制环控生保的设置，简化了航天员的操作，这也造就了“海鹰”-MK舱外航天服的问世。2015年，“星星”公司对“海鹰”系列舱外航天服进行了深度改进，并命名为“海鹰”-MKC型。其采用了自动温度控制系统，可根据航天员的冷热程度自动调节液冷服入口水温，保证了出舱航天员的热舒适性，并将舱外服的气密层材料由橡胶材料改为聚氨酯材料，大大延长了舱外航天服的使用寿命。
“海鹰”-D型出舱活动航天服
“海鹰”-D型出舱活动航天服主要在“礼炮”6号和7号空间站上使用。整套服装重量为70千克，还带有一根25米长的脐带，用于供电和通信。“海鹰”-D型航天服由硬的胸甲和软的织物构成。服装背部有背包，背包里是生命保障系统，同时又是进入服装的入口和密封盖。硬的胸甲由1毫米厚的铝合金制成。胸甲上还装有带玻璃面窗的头盔。服装的软体部分由10层织物构成。这10层织物从外向里分别是：用耐热尼龙制作的外防护层；用多层织物制成的隔热和防流星体层；外限制层，用聚酯纤维织物制成，限制下面的气囊在加压时向外膨胀；主加压气囊层；辅助加压气囊层；加压层的衬里；氧气输送管道；气体循环空间；液冷服；耐穿衬衫。
“海鹰”-DM型出舱活动航天服
苏联航天员在进行“礼炮”7号空间站出舱活动时主要使用“海鹰”-DM全自主式航天服。穿着这种服装可以将出舱活动的时间从3小时延长至6小时。这种服装由硬的胸甲、软的臂和下肢构成。服装的臂和下肢均可拆卸。服装背部有背包，背包内是生命保障系统，背包又是进入服装入口的密封盖。
生命保障系统由供氧分系统、空气再生分系统、温控分系统和电器设备分系统组成。供氧分系统主要用容积为2升的氧气瓶。空气再生分系统用于排除服装内的二氧化碳、有害气体和水蒸气，并保持服装内的气体循环。温控分系统的功能是使服装不受太空环境和飞船热流的影响；将服装内由于人体和生保系统部件产生的多余热量排除；保持服装内的热平衡。
“海鹰”-DMA型出舱活动航天服
“海鹰”-DMA型出舱活动航天服是目前俄罗斯/苏联使用次数最多的一款航天服，于1988年10月20日在“和平”号空间站上首次使用。两名苏联航天员穿着这种新型航天服在舱外工作4小时零12分钟。 “海鹰”-DMA型出舱活动航天服质量为105千克，每次出舱活动标准工作时间可达7小时。
“海鹰”-DMA型航天服刚性上半身与软的下半身采用铝合金的凸缘和压力环相连的方式，凸缘被焊接在上半身的金属板上。服装上装有4个转动轴承，分别装在腕关节和肩关节上。“海鹰”航天服的头盔采用半刚性设计，球形双壁结构，与服装的金属刚性胸甲连在一起。头盔上还装有两块减弱光线的遮阳板，航天员可以方便地调节其位置。“海鹰”-DMA型航天服的液冷服只有冷却功能，没有通风功能，因此服装内还缝有3根并行的聚氯乙烯通气管，专门作为通风用。
这种服装的生命保障系统跟以前的服装相比，虽然还保留脐带，但是服装的自主性明显提高。特别是生命保障系统的分系统和结构，很容易就在轨道上进行维修和更换，如氧气瓶、电源、无线电通信设备和天线等，因为这些东西是直接安放在背包的密封盖上的，仅简单地用带子扣住。为了实现失效保护设计，生命保障系统的许多重要功能结构都有备份，如供氧回路、氧气循环风扇、电源和通信等。虽然增加了一些备份，但整套生命保障系统在质量和体积上都比以前的系统减轻和减小了许多。
“海鹰”-M型出舱活动航天服
“海鹰”-M型出舱活动航天服是在“海鹰”-DMA型航天服的基础上发展起来的。“海鹰”-M型航天服最初是为“和平”号空间站设计的，从1997年4月开始有3套服装在“和平”号空间站上使用过，曾经完成3次出舱活动，每次出舱活动时间在5小时左右。2001年，专门为国际空间站使用而改进的的出舱活动航天服开始投入使用。
“海鹰”-M型航天服虽然也是半刚性结构，但与“海鹰”-DMA型服装相比，其性能有很大提高。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，特别是提高了手臂、躯干和髋关节的活动性，同时对服装的胸甲和手套也做了很大的改进。
美国
美国舱外航天服EMU的初始设计需求并非一开始就是面向空间站出舱应用。在航天飞机时代，EMU的设计要求是保证满足100次航天飞机任务、15年的使用寿命，每次飞行任务结束后，将EMU带回地面，进行全面的检查、维护和修理，供下次使用，属于典型的地面基舱外服。EMU整体采用腰部穿脱结构，头盔在颈部可快速断接，生命保障系统安装固定于非气密的背包内，与舱外航天服连接采用外挂方式。因此航天飞机时代EMU的躯干、四肢等部组件进行了系列尺寸分型设计，针对每次任务的航天员在地面组装，保证适体性。
但随着国际空间站计划的实施，为进一步适应国际空间站的出舱活动任务和航天飞机退役后的在轨维护，美国科研人员对压力服系统进行了改进设计，经历了十多年的时间，研发了轨道基的舱外航天服系统（Shuttle Enhanced EMU)，重点开展了舱外航天服的可靠性、在轨维修性、延寿及微生物与污染物控制等方面的改进设计。EMU虽然在工作中积累了丰富的经验，但是在使用寿命、在轨维修性、环境适应性等方面已不足以支撑未来深空探测等复杂的任务需求。因此，美国航空航天局于21世纪初展开了新一代舱外航天服(Exploration Extravehicular Mobility Unit，XEMU)的研发计划。计划的重要内容之一就是开发新一代的便携式生保系统，并将其命名为xPLSS，以全面适应未来复杂多样的任务需求，并在整体设计理念及关键单机技术上均体现出了长足的发展。
参考资料 >
舱外航天服.中国航天科技集团有限公司.2025-08-20
航天科普 | “飞天”舱外航天服上新款，太空“战袍”如何进阶？.大漠问天-微信公众号.2025-08-20
这件“价值连城”的衣服门道多多.中国军网.2025-08-20
中国航天员即将出舱太空行走！揭秘中国新型“飞天”舱外服.北京日报客户端-今日头条.2025-08-20
祝贺！我国空间站舱外服新突破.北京日报-百家号.2025-08-20
各国舱外航天服知多少，一探究竟.央视网.2025-08-20
俄罗斯“海鹰”型出舱活动航天服.中国载人航天工程.2025-08-20