После катастрофы шаттла «Челленджер» и его экипажа в январе 1986 года, О’Коннор сделал ряд предложений по увеличению безопасности астронавтов и в течение последующих трёх лет после катастрофы контролировал выполнение этих заданий в качестве представителя космического агентства. В первые дни после аварии он сформулировал и контролировал выполнение комплекса работ по сбору обломков на мысе Канаверал. Тогда он создал и управлял работами в штаб-квартире NASA, занимался связью между НАСА и президентской «Комиссией Роджера» по расследованию катастрофы. В марте 1986 года он был назначен помощником руководителя программы «Космические челноки» (до февраля 1988 года), а также первым председателем новой группы по безопасности Космических полётов (до 1989 года). Впоследствии, с февраля 1988 до августа 1991 года, занимал должность заместителя директора по операциям лётных экипажей.