20 июня 1985 года Такао Дои был отобран среди трёх японских кандидатов в астронавты первого набора. Получил назначение дублёром основного специалиста по полезной нагрузке в экипаж шаттла, который готовился для полёта по японской научной программе Spacelab J. Старт корабля планировался на 1988 год, но из-за катастрофы «Челленджера» он был перенесён на несколько лет.