তিনি ১৯৯৪ সালের ডিসেম্বরে নাসাতে নভোচারী প্রার্থী হিসাবে নির্বাচিত হয়ে ১৯৯৫ সালের মার্চ মাসে জনসন স্পেস সেন্টারে প্রতিবেদন করেছিলেন। তিনি প্রশিক্ষণ এবং মূল্যায়নের এক বছর পূর্ণ করেন এবং শাটল পাইলট হিসাবে ফ্লাইট অ্যাসাইনমেন্টের জন্য যোগ্য হিসাবে বিবেচিত হয়েছিলেন। প্রবর্তন ও অবতরণের জন্য প্রাথমিকভাবে নভোচারী সহায়তার দায়িত্ব অর্পণ করা এবংতিনি নভোচারী অফিসের জন্য উন্নত প্রকল্পেও কাজ করেছিলেন। তিনি মিশন নিয়ন্ত্রণে ক্যাপকমের দায়িত্বও পালন করেছিলেন। তিনি ক্রু মডিউলের নেতৃত্ব হিসাবে কলম্বিয়া পুনর্গঠন দলের সাথে কাজ করেছিলেন এবং কলম্বিয়া ক্রু বেঁচে থাকার তদন্ত দলের জন্য ডেপুটি প্রজেক্ট ম্যানেজারের দায়িত্ব পালন করেছিলেন। তার চূড়ান্ত অবস্থানে তিনি নভোচারী অফিসের ওরিয়ন শাখার শাখা প্রধান হিসাবে দায়িত্ব পালন করেছিলেন।

মেলরোই দুটি ফ্লাইটে পাইলট হিসাবে কাজ করেছিলেন (২০০০ সালে এসটিএস -২২ এবং ২০০২ সালে এসটিএস -১১২), এবং ২০০৭ সালে এসটিএস -১২০ তে মিশন কমান্ডার ছিলেন, যিনি স্পেন শাটল মিশনের ( আইলিন কলিন্সের পরে) দ্বিতীয় মহিলা হিসাবে কাজ করেছিলেন। পেগি হুইটসন দ্বারা পরিচালিত অভিযাত্রী ১৬ এর সময় এসটিএস -১২০ ক্রু স্টেশনটি পরিদর্শন করেছিলেন। হুইটসন ছিলেন প্রথম মহিলা আইএসএস কমান্ডার, তিনি এসটিএস -১২০ মিশনকে প্রথমবারের মতো তৈরি করেছিলেন, যে দুটি মহিলা মিশন কমান্ডার একই সাথে কক্ষপথে ছিলেন। তিনি স্থানটিতে ৯২৪ ঘণ্টা (৩৮ দিনেরও বেশি) অবস্থান করেছেন।

নাসায় পেশাজীবন
প্রথমিক জীবন
ব্যক্তিগত জীবন
সামরিক ক্যারিয়ার