Magnus fungerte som flyingeniør om bord på den internasjonale romstasjonen som en del av ekspedisjon 18. Hun var oppdragsspesialist på STS-126 for turen til stasjonen, som startet 14. november 2008. Hun tjente som oppdragsspesialist på STS-119 da den kom tilbake 28. mars 2009. Hun logget 133 dager i bane og mottok varme hilsener fra NASA da hun kom tilbake. Erstatningen hennes, JAXA-astronauten Koichi Wakata, ble skutt opp ombord på 15. mars 2009.