舱外航天服的研制，每项技术都是空白、每个难点都关系着任务的成败。航天员系统总指挥、总设计师陈善广专门安排航天员系统副总指挥刘新民和舱内航天服的主任设计师李潭秋来负责立项及方案设计，工作随即展开。
陈善广明白这不是一场轻易可以打赢的战役，一个很重要的原因，就是时间不足。根据美、俄两国的经验，在技术储备缺乏的情况下，即便是拥有世界一流的研发力量，研制舱外航天服也至少要8—10年。但这时距离神舟七号发射的预定时间只剩下不到4年。之所以确定4年，是根据国际上的经验和教训，如果一个国家间隔时间太长没有进行载人飞行，就会出现资源闲置和人才流失，甚至影响未来的战略目标。对正在建设中的中国载人航天工程来说，4年已是极限。可用不足4年的时间跨越美俄几十年的研发水平，挑战无疑是巨大的。
针对这个问题，陈善广提出了“时间倍增器”的概念，时间还是那么多，但工作量要成倍统筹地增加，效率要突飞猛进地提高。李潭秋更是想尽一切办法争取时间，加快速度，他对大家说：“我们就是倒也要倒在终点上。”
为了实现承诺，李潭秋打破常规的研制节奏，采用并行迭代的工作模式，凭借“863计划”预研的少量成果和几张图纸，开始了背水一战的攻关。研制初期，刘新民和李潭秋遇到的最大难题是，尽管进行了前期预研，但舱外航天服大到整体结构和外形，小到元器件、原材料的性能指标，每一个都是难点，一针一线都需要从头设计，所需的设施、设备也要边研制边建设。在方案、初样、正样三个阶段，产品设计、工艺设计、生产制造，每一阶段研制成熟后，就分出一部分人员先期进行下一阶段的攻关。就是在这样的并行组织和统筹管理下，方案研制一般需要3—4年，他们仅用了两年多；初样研制一般需要3年，他们仅用了13个月；正样研制一般需要一年半至两年，他们只花了7个月。
舱外航天服的躯干是一个跟人体附形的铝合金薄壁硬体结构，设计壁厚仅1.5毫米，虽然薄如蝉翼却要求极高，抗压能力要超过120千帕，还要经得起地面运输、火箭发射时的震动，连接服装的各个部位要能够承受整套服装120千克的重量。躯干结构还有6个接口，焊接起来很容易变形，火箭总装厂、卫星制造厂和全国各行业最好的焊接技师集体攻关两年之久才攻克了这一难题。
航天员出舱活动的目的是到舱外进行维修、安装等活动，所以，舱外航天服的上肢部分非常重要，既要保证气密性和强度，又要让关节灵活自如。这个难题曾经让李潭秋苦恼不已，经过了无数次的论证、推翻，再论证、再推翻，但还是一筹莫展。一天吃饭时，工艺师李智望着盘中的大虾，突然闪过一个想法，虾的全身也是硬壳，可为什么就能行动自如呢？他拿起一只大虾，仔细观察它的身体构造，发现虾的随动结构之所以好，是因为层叠的虾壳给了它很大的灵活性。李智灵机一动，如果把虾壳的结构搬到舱外航天服上肢的部位，那航天员的活动会不会自如得多呢？
第二天，李智把想法告诉了李潭秋，李潭秋立即组织人员仿照虾的构造试着做了一个套接式的关节结构。曾经看似矛盾的两个要求迎刃而解，这个独特的“滚、旋、套、叠”结构的活动关节成为舱外航天服的创新亮点之一，而利用仿生学原理来设计舱外航天服的结构，也成为世界航天史上的首创。
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