宇航服是宇航员在外太空真空、低温等环境中维持生命而穿着的服装，同时，为了防止太空舱意外失压，宇航员在航天器内部也需要穿着宇航服，宇航服通过复杂的设备和系统来维持压力，同时还要便于宇航员活动。
宇航服大致可以分为三种：舱内服（IVA），较为轻便、舒适；舱外服（EVA），主要用于太空行走或行星探测；以及同时兼顾舱内舱外（IEVA），能提供更多的保护。
宇航服必须满足的条件有：提供稳定的内部压力，通常小于地球大气压；保证灵活性，因为有着内部压力的影响，宇航服需要有一定的灵活性，尤其是关节部位，需要特殊设计；提供氧气、转化二氧化碳，通过航天器或便携式的生命维持系统来实现；由于太空温度受光照影响温差极大，而且温度能通过物质传导，所以宇航服材料都是高度绝缘的；还有与航天器的通信系统；最后还要能收集和容纳人体排泄物等。
对于舱外宇航服还有更多的要求：首先是要能够屏蔽各种太空辐射；其次还要能够抵御各种太空微粒的撞击。
水星计划宇航服
从上世纪50年代开始，美国军方就开始设计用于真空的飞行服，至年，就升级为NASA水星计划的宇航服。
双子计划宇航服
至年的双子计划中，为了实现太空行走，专门研发出了舱外活动的宇航服；后来在被取消的轨道试验室计划中，也曾设计过一款宇航服。
阿波罗计划早期宇航服
年，NASA开启了阿波罗登月计划，将双子计划的舱外服进行了升级，成为了登月的宇航服，为了具有更好的灵活性，在宇航服的肩膀、肘、髋关节和膝盖处采用了波纹管式的橡胶垫，但在阿波罗1号事故中，尼龙织物的宇航服在大火中剧烈燃烧，该种宇航服被停用。
阿波罗计划宇航服
至年的阿波罗计划中，新宇航服使用防火材料替换了尼龙织物，并分为了内、外两层，内层增加了水冷系统，人体散发的热量能通过水冷系统吸收，由于月球表面时刻受到微流星体的袭击，因此增加了具有保护作用的外层，防止宇航员受到伤害，它的生命维持系统能让登月宇航员进行长达7小时的月球漫步。
航天飞机弹射逃生服
至年，NASA开启了航天飞机计划，在早期的测试任务中，为了能与弹出式安全座椅配合，专门设计了航天飞机弹射逃生宇航服。
航天飞机飞行服
至年正式的航天飞机任务中，宇航员无需穿着压力服，只穿带氧气头盔的蓝色飞行服。
航天飞机发射服
年，发生了严重的挑战者号航天飞机事故，于是就从美国空军那里借鉴并研发了橙色的航天飞机发射服，又被称为“南瓜服”。
航天飞机逃生服
年，又借鉴美国空军SR-71黑鸟和U-2飞机飞行员穿的高空全压服，升级为了高级逃生系统宇航服。
与之前的宇航服相比，多了很多东西，有发光袋，里面装有化学发光棒，在航天飞机发射、降落或有紧急情况发生之前，会亮起红光以保证舱内照明，有橡皮筋绑着的亮面金属片（作用类似于镜子），右腿上的生存装备袋，袋里装有能持续工作24小时的电池收音机、耳机和备用天线、能见范围40英里的信号镜、两片晕动药以及一只生存手套，左腿上的生存装备袋，袋里装有一个闪光灯（用于紧急情况下的长距离联系）、2个绿色荧光棒、闪光组件（7枚闪光弹，用于和搜救力量联系）以及一只生存手套，还有一个私人口袋，宇航员可以在里面装他们想带的东西。
国际空间站舱外服
在年，NASA还推出了一种全新的舱外服，被称为舱外移动单元（EMU），也是目前国际空间站使用的舱外宇航服之一，首次使用是在哈勃太空望远镜的维修任务中。
不同于阿波罗宇航服是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，具有各种尺寸的组件，可以将它们装配在一起来满足不同宇航员的要求。
EMU总重约公斤，背部有生命支持系统，胸部是显示控制模块，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、生理指数监测系统等，还有就是为太空漫步者和处理紧急情况而设计的装备，特别是备用的供氧系统，可在太空呆上大约8小时。
早期的太空服完全由软织物制成，而EMU则将软硬组件良好地结合在一起来提供保护、移动能力和舒适感，太空服本身有13层材料，包括内部冷却物料、压力物料、保暖微流星体防护物料和最外层保护。每套EMU价值万美元，其头盔内部的头戴式耳机由于配色原因，也被称作“史努比帽”。
年，NASA开启了商业乘员计划，通过商业公司向国际空间站运送宇航员，获得该合同是SpaceX和波音公司。以往NASA都是要求商业合作伙伴建造航天器、自己操作，而本次合同NASA购买的是太空运输服务，即由商业公司来进行载人飞船的建造和操作，SpaceX和波音公司也都推出了各自的宇航服。
SpaceX宇航服
SpaceX宇航服是马斯克请超级英雄电影的服装设计师专门设计的，宇航服黑灰色部分的材质是一种名为Nomex的织物，白色部分的材质是一种叫特氟龙的强化玻璃纤维，能够耐火耐高温，具有柔韧性和高弹性，还是一种防污不沾材料、不会变脏。
宇航服大腿上的一个接口可以接到座位上，连接着飞船的生命支持系统，输送空气和电能，头盔是使用3D打印技术制造的，宇航服还配有能使用触摸屏的手套。
波音宇航服
波音航天服采用了波音公司标志的深蓝色，邀请了经验丰富的宇航员参与设计，设计的新款头盔更加小巧，配备了聚碳酸酯护目镜，能够给予航天员更好的视野，不再通过硬质金属密封颈环连接，而是通过拉链开合。而且航天服的背部密封也是通过拉链完成的，这样航天服的自行穿脱性能得到了提高，灵活性也相对提高。而且供气软管也被转移到了躯干部分，对胸前操作的干扰更小。手套部分设置了触控交互点，以便于和屏幕、平板电脑等触屏设备交互。
波音的新款航天服更多的采用了柔性可裁剪的材质，可以根据航天员定制，而所采用的靴子也是透气和防滑的。波音新款航天服重约9公斤，与传统舱内服相比，轻了近30%。
阿尔忒弥斯计划舱外服
年，NASA提出了重返月球阿尔忒弥斯计划，也推出了用于登月的新舱外服，进行了多方面的升级优化。
这套新款宇航服加上了一系列防尘部件，可防止宇航服的生命支撑系统吸入或沾染上月球土壤微小的玻璃状碎片。除此之外，新型宇航服还能承受住背阴处零下摄氏度以及阳光下摄氏度的极端温度。
新款的下半躯干包含了先进的材料和关节轴承，让臀部可以弯曲和旋转，增加了膝盖处的弯曲程度，同时还包括鞋底具有弹性的远足式靴子。在上半躯干上，除了升级肩部装置之外，还能让宇航员更自由地移动手臂，轻松地将物体举过头顶。在阿波罗任务中，宇航服的肩部活动是通过织物中的褶皱实现的，但限制了关节旋转的能力。新款宇航服的肩部设计减少了移动耗费的体力，还包含了轴承，能让宇航员从肩膀到手腕都能进行旋转。
在宇航服的头盔内部，NASA对通讯系统进行了重新设计，新的音频系统包括多个嵌入式的语音激活麦克风，它们会自动拾取宇航员的声音。头盔内还将配有快速交换的防护面罩，这种透明的防护面罩是一种牺牲性防护面罩，可保护加压的透明头盔免受损伤，宇航员可以在太空行走之前或之后更换防护面罩。
在这款升级版的宇航服中，还设计了一个新功能，那就是后入式开口：宇航员将能够从宇航服的后部爬入宇航服。同时，宇航员还会在约翰逊航天中心的人体测量学和生物力学中心进行基本运动和姿势的全身三维扫描，可以将宇航员与模块化的宇航服组件相匹配，从而提供最大的舒适度和最大的运动范围。
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