宇宙空间是失重环境，因为失重使物体之间缺乏摩擦力。而在没有摩擦阻力的情况下，宇航员的行动和工作都十分困难，甚至难于将一件物体放置在一个固定的位置上。在失重的太空，宇航员稍稍行动一下，就疲惫不堪了。
为了能让宇航员在太空自由行走，科学家研制了一种协助宇航员在太空行走的机械装置，这就是太空摩托艇，亦称载人机动装置，或称喷气背包。它的外型像一把有扶手和踏板的座椅，通过它就可以操纵坐在座椅上的人做前后、左右、上下方向运动，也能滚动、俯仰和偏航方向运动。太空摩托艇高约1.25米，宽为0.83米，总重150公斤，动力系统由两套压缩气箱和电池组构成，箱内存贮液态氮气12公斤，作为推动人体运动的能源。每套箱有12个喷嘴（推进喷管），每个喷嘴能产生约7牛的推力。这些喷嘴就是一个小发动机，当打开喷嘴的阀门时，氮气就从喷嘴喷出，从而产生推动宇航员运动的动力。在太空中机动行走的速度，最高为64公里/时，最低为0.5公里/时。宇航员控制太空摩托艇上各个不同方位上的喷嘴，就能按需要的方向运动了。
1984年2月，美国航天飞机“挑战者”号在太空飞行中，两名宇航员先后离开航天飞机座舱，首次解开了与航天飞机相连接的安全带（救生索），驾驶太空摩托艇，以15厘米/秒的速度进入太空，把自己推开到离航天飞机约100米远的太空，成了与航天飞机一样高速（约每秒7.8公里）绕地球运行的人体地球卫星。这两名宇航员分别在太空遨游了两个多小时，成为在太空自由飞翔的第一批人。
人自由在太空飞翔是一个创举。从此宇航员能够在不系安全带的状态下，回收失灵卫星，修理飞行中的卫星，检修和建造航天站，也可以做各种科学实验及军事侦察活动。在经济、军事上都具有重要意义。