Il revient ensuite à la NASA en tant que Directeur des opérations du programme Shuttle-Mir de 1995 à 1997. Il est la liaison principale avec l'Agence Spatiale Russe et passe 9 mois en Russie de à en soutien de la mission de 6 mois à bord de Mir de l'astronaute Shannon Lucid. Il est alors responsable des opérations quotidiennes, ainsi que de la santé et de la sécurité des astronautes de la NASA à bord de la station. En 1998 il devient Directeur de l'Intégration de la Navette Spatiale. Il est responsable du développement et des opérations de tous les éléments de la navette, incluant l'orbiteur, le réservoir externe, les boosters solides et les moteurs principaux, mais aussi des installations dédiés aux opérations au sol et en vol. En il devient Directeur adjoint du programme de la station spatiale internationale puis Directeur en 2002. Il est responsable de la gestion quotidienne, du développement et de l'intégration de la station, incluant la construction, les tests et la livraison de ses composants et de ceux des agences partenaires. Lors de l'accident de la navette Columbia le , il se rend immédiatement au Johnson Space Center afin d'avertir les partenaires internationaux. À propos de cet événement il déclare :