Później został adiunktem na Wydziale Matematyki Akademii Wojskowej Stanów Zjednoczonych.
Praca w NASA i kariera astronauty 2000 – we wrześniu rozpoczął pracę w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona. W Wydziale Operacji Lotniczych na lotnisku Ellington Field w Houston był inżynierem symulatora wahadłowca STA (Shuttle Training Aircraft). 2004 – 6 maja został przyjęty do korpusu amerykańskich astronautów () jako kandydat na specjalistę misji. W czerwcu rozpoczął szkolenie specjalistyczne, w ramach którego opanował pilotaż samolotu T-38, zapoznał się z budową Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz promu kosmicznego. Poza tym przeszedł trening przetrwania w warunkach ekstremalnych. 2006 – w lutym zakończył kurs podstawowy, po którym otrzymał przydział do Biura Astronautów NASA. 2007 – we wrześniu powierzono mu funkcję specjalisty misji w załodze STS-126Komunikat NASA o zmianie w składzie załogi STS-126.. 2008 – w dniach 15–30 listopada na pokładzie wahadłowca Endeavour uczestniczył w misji STS-126. W trakcie misji wykonał dwa spacery kosmiczne (EVA). 2016 – 19 października na pokładzie Sojuza MS-02 poleciał na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Wszedł w skład Ekspedycji 49 (jako inżynier pokładowy) i 50 (jako dowódca). 2017 – podczas Ekspedycji 50 w styczniu i marcu wykonał cztery spacery kosmiczne.