1965年3月18日，苏联宇航员列昂诺夫离开“上升”2号宇宙飞船密封舱，第一次实现了到宇宙空间行走。他被一条安全带系在飞船上，在太空中行走了10分钟。
1984年2月7日，美国航天飞机“挑战者”号的两名宇航员走出航天飞机，自由自在地在宇宙空间行走了一个多小时。这是人类第一次不系安全带在太空中行走。
宇航员为什么能在太空中自由自在地行走呢？原来，他们身上背着一个“载人机动装置”。它的外形似一个背包，由氮气罐、推进装置、电子控制装置、电池、温度控制装置等组成。“载人机动装置”以高压氮气作动力，背包两边有24个氮气喷口，宇航员通过操纵杆来控制高压氮气从不同喷口喷出，使宇航员能根据需要朝上、下、左、右以及前、后等方向进退、旋转。由于宇宙空间环境十分恶劣，推进器万一发生故障，后果不堪设想。因此，“载人机动装置”中设置有两只氮气罐和两套供气系统，以确保安全。
宇航员背上这个装置，就可以在太空中从事各种各样的活动，比如修理卫星、组装航天站等，将来还可以自由自在地从一个宇宙飞船中出来，到另一个宇宙飞船上去串门、做客。到那时，宇航员在太空中行走就如同在地球上行走一样自如了。
