作為載人航天必不可少的防護(hù)裝備，這些新的太空探索活動需要更先進(jìn)的宇航服來迎接不同太空環(huán)境的挑戰(zhàn)，如火星重力僅為地球的1/3，且其空間環(huán)境存在CO2含量高達(dá)95%的微真空大氣層、溫差變化大（－120～20 ℃）、塵暴與微流星危害以及極強(qiáng)烈的輻射環(huán)境等，為火星航天服的設(shè)計提出了嚴(yán)苛的要求。此外，由于空間站時代頻繁的艙外探測活動，未來宇航服不僅要滿足新的太空環(huán)境對宇航服功能的新要求，還要為宇航服減重、增加靈活性，以便更好地執(zhí)行各項空間考察實驗任務(wù)。
宇航服是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，相當(dāng)于一艘小型的太空飛船。目前，航天服使用的纖維制品主要是尼龍經(jīng)編織物、PU涂層尼龍織物、氯丁橡膠涂敷尼龍織物以及聚四氟乙烯、Kevlar®和Nomex®等纖維制品。為了保護(hù)宇航員艙外行走的安全性，阿波羅探月航天服的面料甚至達(dá)21層之多，由柔軟部位與剛性部位組合提供支撐、移動和舒適性功能。
與阿波羅探月宇航服相比，NASA為火星開發(fā)的新一代的NDX－1型宇航服由包括Kevlar®和碳纖維在內(nèi)的多達(dá)350種材料構(gòu)成，且明顯實現(xiàn)了輕量化，其厚度可控制在4.8 mm左右，可適應(yīng)極端的環(huán)境條件。
NDX－1宇航服雖然在減重和靈活性上均有了一定程度的提高，但本質(zhì)上還是柔性結(jié)構(gòu)和剛性結(jié)構(gòu)的組合，在此基礎(chǔ)上，麻省理工學(xué)院（MIT）的Dava Newman教授團(tuán)隊提出了一種像“第二層皮膚”一般的更輕薄的火星宇航服BioSuitTM。
該宇航服系統(tǒng)的最大特點在于融合了記憶合金、被動彈性材料和靜電紡絲材料，采用半剛性的壓力條帶固定在柔性緊身服裝上制成的反壓力服，替代了傳統(tǒng)宇航服裝所需的笨重的充氣式壓力限制層，從而可大大減輕重量和提升靈活性。其中，1000多英尺半剛性的壓力條通過壓力計算和設(shè)計，通過14萬個針腳按照合理的圖案布置在服裝的臨界應(yīng)變點處，以為宇航員提供足夠和舒適的壓力。
其另一大優(yōu)勢在于，當(dāng)服裝受到磨損或微流星穿刺破壞時，可通過一種高科技的Ace膠帶進(jìn)行修補(bǔ)，而普通宇航服在充氣壓力限制層破壞后壓力會瞬間消失，使宇航員處于危險之中。此外，通過將金纖維編織到服裝中，并與生物傳感器配合，BioSuitTM還可以收集宇航員的身體數(shù)據(jù)，幫助地面指揮中心時刻監(jiān)測宇航員的身體狀況。但由于系統(tǒng)復(fù)雜性，目前BioSuitTM還處在地面測試和改進(jìn)階段，并未公布進(jìn)一步的太空測試和使用時間。
