的第一次太空任务远征5，担任飞行工程师。其中在8月16日与俄罗斯航天员共同执行了4小时25分钟的太空行走。2002年12月7日乘坐STS-113返回地球，此次在太空共停留184天22时14分23秒，环绕地球2910圈。2007年10月10日乘坐联盟TMA-11升空，10月12日与国际空间站对接，执行第二次太空任务远征16，担任国际空间站的第一个女性指令长。此次任务中，惠特森连续执行了5次太空行走，累计太空行走的时长达到39小时46分钟。2008年4月19日乘坐联盟TMA-11返回地球，此次在太空共停留1