Kavandi fue seleccionado como candidato a astronauta por la NASA en diciembre de 1994 e informó al Centro Espacial Johnson en marzo de 1995.Tras un primer año de entrenamiento, fue asignado a las cargas y del Poder Habitabilidad donde apoyó la integración de carga para la Estación Espacial Internacional. Kavandi sirvió como especialista de misión en la misión STS-91 (2 a 12 junio 1998), el noveno y último Shuttle-Mir misión de acoplamiento, la conclusión del conjunto de EE.UU. Fase / Rusia un programa. Después de la misión trabajó como CAPCOM (comunicador de la nave espacial) en el Centro de Control de la Misión de la NASA. En su segunda misión, sirvió a bordo del STS-99 (11 a 22 febrero, 2000), la Shuttle Radar Topography Mission, que asigna más de 47 millones de kilómetros de la superficie terrestre del planeta para proporcionar los datos para una alta precisión en tres dimensiones mapa topográfico .
Kavandi posteriormente trabajó en la Rama de Robótica, donde se entrenó tanto en el transporte y los sistemas robóticos manipuladores de la estación espacial. En su misión más reciente, que sirvió a bordo 7A STS-104/ISS Vuelo de la Asamblea (12 a 24 julio, 2001) en la décima misión a la Estación Espacial Internacional. La tripulación del transbordador instalada conjunta de la esclusa "Quest" y llevó a cabo operaciones conjuntas con la expedición de dos tripulantes. Kavandi había entrenado en el Laboratorio de Flotación Neutral para la caminata espacial, pero ella no tomó una caminata espacial durante la misión STS-104.
Después de su última misión, Kavandi sirvió de nuevo como líder para las cargas útiles y Habitabilidad del Poder, y luego como Jefe de la Subdivisión para la Estación Espacial Internacional (ISS). Ella era responsable de la formación, operaciones, seguridad y habitabilidad de la tripulación a bordo de la ISS, así como las revisiones de hardware y desarrollo de software y diseño. También fue responsable de las cargas útiles científicas de que las tripulaciones de la ISS opera en la órbita y de la coordinación entre los socios internacionales para los vehículos de visitantes y operaciones asociadas.En 2005, Kavandi aceptó una posición como Jefe Adjunto de la Oficina de Astronautas y sirvió en esa posición hasta febrero de 2008. A raíz de esa asignación, se convirtió en Director Adjunto de Operaciones de la tripulación de vuelo, y actualmente es Director, Equipo de Operaciones de Vuelo del Centro Espacial Johnson .
Un veterano de tres vuelos, Kavandi ha registrado más de 33 días en el espacio, viajando más de 13.1 millones de millas en 535 órbitas de la Tierra.
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