Praca w NASA i kariera astronauty 2000 – 26 lipca został włączony do korpusu astronautów amerykańskich () jako kandydat na specjalistę misji. W sierpniu rozpoczął szkolenie specjalistyczne. 2002 – po zakończeniu kursu podstawowego otrzymał przydział do Wydziału Eksploatacji Wahadłowców (Shuttle Operations Branch) w Biurze Astronautów NASA. Kwiecień 2006 – wziął udział w 18-dniowej misji podwodnej NEEMO 9 (NASA Extreme Environment Mission Operations) realizowanej przez NASA i NOAA (National Oceanic i Atmospheric Administration) na pokładzie podwodnego laboratorium Aquarius. Wraz z Garanem w eksperymencie uczestniczyli również kanadyjski astronauta Dafydd Williams i Nicole Stott z korpusu astronautów NASA. 24 marca 2007 – został oficjalnie włączony do składu załogi misji STS-124. 31 maja – 14 czerwca 2008 – uczestniczył w misji STS-124 wahadłowca Discovery. Podczas wyprawy pełnił funkcję specjalisty misji. 4 kwietnia – 16 września 2011 – wziął udział w ekspedycjach 27 i 28. Na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) poleciał statkiem Sojuz TMA-21, którym także powrócił na Ziemię po 164 dniach pobytu w kosmosie.
Odznaczenia i nagrody