在工作时，第一套装置首先使用。当空气供应箱内的气压降至11.0MPa时，第一套装置关闭，第二套装置激活。第二套装置内的空气可以用完，用第一套装置内剩余的空气确保航天员返回密封舱。
从外形看，前苏联的载人机动装置与美国航天局研制的同类装置相似。但据生产厂家称，他们的要比美国的性能优良。
俄罗斯现准备对载人机动装置进行改进，以提高其推进系统的总推力。还要增加一个能使航天员在丧失能力时自动返回航天器的系统，增设一个能提供有关航天员位置及其行为的信息的无线电导航系统。
前苏联第一个天上用载人机动装置已于1989年12月被送到“和平”号轨道站复合体的“量子”号舱内。航天员谢列布洛夫于1990年2月1日首次出舱乘坐该装置进行了试验。4天后船长维克托林科再次试验了它的性能。他们出舱活动时由一根绳索将装置与“量子”舱舱口连在一起，以防万一。
在第一次试验过程中，航天员谢列布洛夫从“量子”舱的过渡舱出来后，马上启动机动装置。他把机动装置的两个控制臂从它们的收藏位置升起来，打开导航信标，检查各个系统。所有系统都开始工作后，谢列布洛夫驾驶机动装置离开“量子”舱。此时，留在舱内的维克托林科用电视摄象机记录他的伙伴的活动。航天员谢列布洛夫在舱外还用连在他头盔处的摄影机进行摄影。当时，前苏联电视台停放一部电影，对这一历史性的太空自主机动活动进行新闻报导。
在谢列布洛夫在舱外活动期间，船长在舱内操纵一个绞盘，随时控制绳索的长度，以便在紧急情况下把工程师安全拉回站内。然而在美国首次试验其载人机动装置时，并没有系这类绳索。这是由于航天飞机本身具有较大的机动飞行的能力，万一装置失灵，它可以把航天员捉回到有效载荷舱内。
试验完成后，谢列布洛夫把机动装置关掉并系牢在对接舱上，把控制臂放回收藏位置，自己从“量子”舱的过渡舱返回到站内。
维克托林科出舱驾驶机动装置的活动，不仅具有试验目的，而且带有首次实际应用的性质。在他的航天服上连有一个用来测量X射线和γ辐射的光学仪器。维克托林科在离轨道站的不同距离上进行了测量。我们知道。载人航天器在飞行中暴露在严酷的宇宙辐射条件下，航天器外壳本身就是一个辐射源。航天专家们需要了解这个二次辐射源如何影响航天器内及它周围的环境，测量并获取有关数据，对于未来航天器的安全设计，意义重大，特别是在太阳大暴发期间。
维克托林科驾驶机动装置驶离轨道站45m，总行程200m。载人机动装置可用于轨道站，也可用于“暴风雪”号航天飞机，供航天员出舱作业时使用。它离开母航天器的最大距离是100m，但由于绳索的限制，它的机动范围为60m。
美国的“天空实验室”计划“天空实验室计划”原名为“阿波罗应用计划”，是“土星-阿波罗”号计划的副产品，即利用“阿波罗”计划中剩余的运载工具和设备，以及已积累的技术成果发展起来的。与前苏联的“礼炮”号和“和平”号轨道站相比，其研究规模和完善程度，以及飞行时间方面，就逊色多了。
“天空实验室”用两级“土星-5”发射。发射重量为77t。与和它对接的“阿波罗”飞船的总长大约为35m，最大直径为6.6m，容积在300m3以上。“天空实验室”由轨道工场、太阳望远镜、闸门舱、多用途对接舱和“阿波罗”飞船的指挥舱组成。轨道工场是“天空实验室”的中心。它是由“土星-5”的第3级改装而成的。航天员主要工作和生活在这里。其直径约为7m，长20m左右。在轨道工场的两侧各有一块8.5m×9m的太阳电池板。在“天空实验室”发射时，它们是折叠着的，进入轨道后再打开并向所有仪器供电。太阳望远镜与整个“天空实验室”结构垂直，上面有四块太阳电池板，呈“十”字架状，形如风车。
它们负责向太阳望远镜及其设备供电。
设计和建造“天空实验室”各系统的原则是：充分利用现有设备和技术，以降低研制成本，同时要努力挖掘潜力，促使“天空实验室”执行的飞行任务尽可能在各领域内出成果。但与此同时，“天空实验室”也使用了许多以往载人航天器从未使用过的装置。例如，将控制力矩陀螺用作“天空实验室”姿态控制的主要功能系统，装备了消除二氧化碳的分子筛，采用高压储藏气体的办法为“天空实验室”提供大气等等。
“天空实验室”在发射后63秒钟，防热和防流星铅罩被撕裂，而且部分振落。脱落的铅罩卡住“轨道工场”两侧的太阳电池板，使其不能按程序展开。发生这种故障，不仅使“天空实验室”的电力减少50％以上，而且更严重的是，由于工作舱外壁直接受太阳照射，舱内温度急剧上升，有的地方高达88℃，电力危机和高温对于“天空实验室”是一个致命的威胁，它使耗费了25亿美元的“天空实验室”计划有完全夭折的危险。
事故发生后，美国航空航天局地面控制中心曾多次指令航天站自动排除故障，但均告失败，最后决定把经过专门训练的3名航天员送上轨道。入轨后，航天员驾驶飞船首先在“天空实验室”周围作机动飞行，观察其受损情况并向地面报告。接着，航天员手控驾驶飞船向“天空实验室”停靠，与其对接，然后进入“天空实验室”。进站后，两名航天员把一把“T”形遮阳伞通过过渡舱舱口伸出到工作舱外，代替防热罩遮住了太阳的直接照射，使舱温逐渐下降，最后稳定在27℃左右。高温问题解决之后，剩下的严重问题便是电力不足。为此，航天员在地面人员指挥下，用一个末端装有金属切割刀具的7m长的竿子，经过4个多小时的修理，终于把绕住的太阳能电池板解开。几乎报废的“天空实验室”重新获得了充足的电力并开始正常工作。
这次天上维修用的遮阳伞和解展受损太阳电池板的专用工具，都是临时紧急赶制的。为了完善这些工具，制订维修程序和训练航天员失重条件下进行应急维修的技能，发射前曾在地面上反复进行了水下不确定性浮力试验。“天空实验室”严重故障的排除这一事实表明，经过良好训练的航天员可以很成功地在天上从事对航天器的维修、维护和照料工作，也充分体现了载人航天的优越性。
在1973~1974年期间，用改装的“阿波罗”飞船向“天空实验室”运送了3批航天员。每批3人。在站上工作时间分别为28天、56天和84天。发射的主要目的是研究长期失重条件下的人体反应和工作能力，从地球大气层外进行天文学观察及从天上观察地球的优越性。3批航天员拍摄了近300000张太阳照片，对其他天体进行了数千次观察，对地球拍摄了近40000张照片。用磁带记录观察地球的数据有69km长。在医学实验中航天员互相取了几百份血样，进行了上千次医学实验，并详细记录了他们身体对长期失重的反应。此外，对飞行器系统和观察仪器的性能也进行了评定。据估计，要分析完所有这些数据，至少需要5年时间。
第3批航天员飞行过程中出舱活动4次，共计22小时21分钟。最长的一次达7小时零1分。此外，还研究了用将来研制成的“航天飞机”将新的乘务组送上“天空实验室”的可能性。但是，这一计划最后没有实现。由于当时太阳黑子活动加强，高层大气分子密度增加，“天空实验室”的轨道比预计的下降得快，而“航天飞机”的研制却一拖再拖。1979年7月11日，“天空实验室”进入地球大气层。未烧毁的残骸落在印度洋和澳大利亚人烟稀少的农业地区，残骸未造成任何损失。澳大利亚当地居民把它们拆散拿走留做纪念品了。
航天站的特征和优越性从以上介绍不难看出，航天站是一种大型的、长期在天上运行的载人航天器。与以往的其他类型的航天器相比，具有其他航天器无法比拟的特征和优越性。
航天站的重要特征之一是它的经济性。我们知道，以往的载人航天器都是发射之前航天员就要进入航天器舱内，并与航天器一起发射入轨。飞行任务完成后，航天器再载着航天负返回地面。对于这类航天器的一个最基本的要求就是必须具备很高的可靠性，以保证在发射和返回过程中航天员的安全。同时，还要配备应急救生系统，以便在一旦发生不测时，携带航天员逃离危险区，然后安全着陆。航天员救生系统，是一个结构相当复杂、试验工作量很大、要求很高的分系统。对于载人航天器的高可靠性要求及航天员救生系统的装配，使整个航天器的设计、制造难度增大，造价增高。然而航天站在发射时不载人，而是在发射后在轨道上接纳航天员，同时它本身又是一种不返回的航天器。这样一来就大大简化了航天器的结构，减小了设计的难度和复杂程度，从而也就极大地降低了研制成本。
航天站是一种长期在轨道上运行的航天器，在整个运行过程中，它有时载人，有时不载人、自主飞行。许多考察项目和试验研究，要求必须有人亲自操作和经常关照。然而也有些项目并不需要航天员始终干与，只要开始时由航天员启动并调试好仪器设备，以后定期进行检查，最后获取成果就行了。所以航天员可以经常离站暂回地球老家。这既不影响考察工作的继续进行，又免去了站上许多消费。
航天站的经济性还充分体现在它的长寿命上。对于以往的航天器来说，要想获得长寿命，一方面必须通过增大航天器的容积，尽量在发射时多装载燃料及航天员生活消耗品；另一方面要努力提高舱上所有分系统、仪器、设备，乃至各零部件的可靠性和使用寿命。这不仅涉及到对航天器本身结构、运载工具及发射场能力的一系列要求，而且涉及到对像元器件生产质量等整个国家工业化水平这样的要求。高要求必然导致高投资。但如果有朝一日，轨道上的航天器能像地面上的机器和设备一样，消耗材料和物资可以根据需要及时补给，什么地方出了故障可以及时维修和排除，零、部件坏了可以更换，上面的仪器和设备还能不断更新换代，那么航天器的寿命问题也就得以解决了。从前几节的介绍中，我们不难看出，现在的航天站，特别是前苏联的轨道站，已经很好地解决了这个问题，并且大大延长了其工作寿命。
航天站的另一突出特征及优越性就是它的综合应用性和高效性。一般说来，航天站主体本身就有较大的容积，这为安装多种或大尺寸的实验设备和仪器提供了必要的条件，从而扩大了研究的范围和规模。不仅如此，航天站主体上可以设计多个对接接口，并根据需要在轨道上与后来陆续发射上的各种专用舱对接组配成更大型的轨道复合体。每个后对接上去的专用舱也可以再有数个对接口，继续与其他航天器和其他专用舱对接。从理论上讲，这种模块式的在轨组装方式，可以使研究规模不断扩大，使航天站的功能无限增加。若干个航天器或专用舱，既可以在轨道上对接组合成一体，又可以分离和再组装。这样就可以根据需要改变航天站的功能。功能多、灵活性强、用途广、利用率高等优越性，是过去功能单一的航天器（如气象卫星、通信卫星等）无法比拟的。
数月、乃至数年的长时间运行，保证了天上研究工作的连续性和深入性。各行各业的专家-航天员亲自操纵实验的进行，现场观察和评定研究结果，对于实验方案和方法的不断完善、对于研究的逐步深化和研究质量的提高具有直接和重要作用。