W lipcu 1997 r. został wraz z Ilanem Ramonem wybrany do grupy astronautów-specjalistów ładunku NASA z Izraela. Rok później rozpoczął szkolenie w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona w Houston. W listopadzie 2000 r. został wyznaczony na dublera Ilana Ramona w misji STS-107. Pod koniec 2001 roku przerwał jednak szkolenie i zrezygnował z udziału w programie kosmicznym. W rzeczywistości Ramon nie miał więc zmiennika. Po zakończonej katastrofą promu misji, Itzak powrócił do pracy w siłach powietrznych Izraela.