Praca w NASA i kariera astronauty thumb|240px|Barbara Morgan i Christa McAuliffe. Zdjęcie z okresu przygotowań do lotu STS 51-L (1985-1986) 1985 – 1 lipca została przyjęta do korpusu amerykańskich astronautów jako kandydat na specjalistę ładunku w ramach programu „Nauczyciel w kosmosie”. Razem z Barbarą Morgan kandydatką do lotu została Christa McAuliffe. Wybrano je spośród 11 000 ochotników. Ostatecznie do udziału w misji STS-51-L wybrano McAuliffe, a Morgan została jej dublerką. W zespole astronautów była do 28 stycznia 1986, tj. do dnia tragicznie zakończonego startu wahadłowca Challenger. W NASA pozostała do lipca 1986. 1998 – 4 czerwca przyjęto ją bez procedury kwalifikacyjnej do 17. grupy astronautów NASA. Było to możliwe dzięki wznowieniu programu „Nauczyciel w kosmosie”. W ten sposób NASA wyraziła jej swoje uznanie za wkład jaki wniosła podczas przygotowań do misji STS-51L. 2000 – zakończyła dwuletnie przeszkolenie podstawowe, po którym otrzymała uprawnienia specjalisty misji – pedagoga (Educator Mission Specialist). Po kursie skierowano ją do pracy w Biurze Astronautów NASA. Była operatorem łączności (CAPCOM) utrzymującym kontakt z załogami przebywającymi na orbicie. Później trafiła do działu robotyki (Robotics Branch). 2002 – 12 grudnia została mianowana specjalistą lotu w załodze misji STS-118.