Kariera astronauty i praca w NASA 1983 – rozpoczął pracę w NASA. Najpierw kierował programem budowy echokardiografu przeznaczonego do użytku w warunkach nieważkości. Po jego ukończeniu został głównym inżynierem projektu budowy przedziału medycznego dla stacji kosmicznej (Space Station Medical Facility), działającego obecnie na ISS. 1984 – uczestniczył w naborze do 10. grupy astronautów NASA, ale się do niej nie zakwalifikował. 1986 – został głównym inżynierem (a później kierownikiem) tzw. bioreaktora kosmicznego, programu specjalistycznych badań biotechnologicznych nad nowotworami złośliwymi. 17 stycznia 1990 – został przyjęty do 13. grupy astronautów NASA i rozpoczął szkolenie podstawowe w JSC. 1991 – w lipcu zakończył kurs podstawowy i uzyskał kwalifikacje specjalisty misji. Następnie został skierowany do pracy w Centrum Kosmicznym im. Johna F. Kennedy’ego (KSC) przy testowaniu wahadłowców. 18 października – 1 listopada 1993 – uczestniczył w misji kosmicznej STS-58. 1994–1995 – pełnił funkcję operatora łączności (CapCom) m.in. podczas pierwszego i trzeciego dokowania amerykańskiego wahadłowca do rosyjskiej stacji kosmicznej Mir. 1996–1998 – odbył trening w Centrum Wyszkolenia Kosmonautów im. J. Gagarina w Gwiezdnym Miasteczku pod Moskwą. Przygotowywał się do długotrwałego pobytu na stacji Mir.