Wylatała ponad 200 godzin w ramach akcji bojowych i zabezpieczających. Czerwiec 1991 – została przyjęta do Szkoły Pilotów Doświadczalnych Sił Powietrznych (Air Force Test Pilot School), mającej siedzibę w bazie Edwards w Kalifornii. Po jej ukończeniu otrzymała przydział do grupy testującej samoloty C-17 (C-17 Combined Test Force). Służyła w niej jako pilot doświadczalny do momentu przyjęcia do korpusu astronautów NASA. 1 lutego 2007 – opuściła siły powietrzne, przechodząc w stan spoczynku.
Jako pilot wylatała ponad 6000 godzin na ponad 50 typach samolotów.
Kariera astronauty i praca w NASA 8 grudnia 1994 – została przyjęta do 15. grupy astronautów NASA. 1996 – w maju zakończyła przeszkolenie podstawowe, po którym uzyskała uprawnienia pilota wahadłowca oraz przydział do Biura Astronautów NASA. Pracowała w ekipach zabezpieczających start i lądowanie wahadłowców. 11–24 października 2000 – jako pilot wahadłowca uczestniczyła w misji STS-92. 7–18 października 2002 – była pilotem promu Atlantis podczas misji STS-112. 19 czerwca 2006 – otrzymała oficjalną nominację na dowódcę wyprawy STS-120, którą zaplanowano na październik 2007. 23 października – 7 listopada 2007 – była dowódcą piętnastodniowej misji STS-120.