她的第一次太空飞行确实非同寻常，因为她是女航天员中第一个被派担任航天飞机的驾驶员。她深知其中的象征意义，说：“我希望取得成功，因为我知道此次飞行对其他女航天员来说意味着什么，她们也希望能从美国航空航天局那里得到驾驶航天飞机的机会。”1995年2月3日凌晨，科林斯负责驾驶的“发现”号航天飞机发射升空，开始美国航天飞机的第67次飞行。在这次为期8天、行程580万千米的太空飞行中，科林斯要驾驶航天飞机实现与“和平”号空间站的轨道会合，飞行难度相当大，充满危险，但她十分出色地完成了任务。2月6日，科林斯驾驶“发现”号在距地面385千米的高空轨道追上了俄罗斯的“和平”号空间站。在相距800米时，科林斯由自动改为手动控制飞行，使两个载人航天器在太空中的距离缩小到11.3米。它们以相对于地面2.8万千米每小时的速度并肩飞行，机下是湛蓝的太平洋。美、俄两国航天员在太空隔窗相望，招手致意，这是非常美妙而惊心动魄的时刻。这次历史性的太空相会持续了10多分钟，然后慢慢拉开距离，两个航天器上的航天员挥手告别。在整个飞行过程中，科林斯沉着冷静，表现出娴熟的驾驶技术。她和指令长韦瑟比配合默契，韦瑟比对她的出色表现称赞不已：“我们两人训练得像一个人一样，我能做到的科林斯都能做到，如果发生什么问题，科林斯完全能代替我来处理。”科林斯显示了妇女在太空飞行中的卓越才能。2月11日，科林斯平稳地驾驶“发现”号航天飞机返回地面，当她步下舷梯时，显得特别潇洒，光彩照人。当记者问她的下一个目标时，科林斯毫不犹豫地回答：“当然是担任航天飞机的指令长呀！”
两年后的1997年5月15日，科林斯再次担任驾驶员，驾驶“亚特兰蒂斯”号航天飞机上天，5月24日返回地面，完成了与“和平”号空间站的第6次对接飞行。在这次9天的飞行中，有5天是与“和平”号空间站对接，把美国航天员福勒送上空间站，然后把在空间站上居留了4个月的美国航天员利嫩杰接回，同时还给空间站运去了2吨急需的补给品和设备，其中包括一台氧气发生器和修复制冷系统泄漏的用具。科林斯又一次出色地完成了航天飞机的驾驶任务。
1999年7月23日，科林斯率领4名航天员乘坐“哥伦比亚”号航天飞机上天遨游，实现了她成为航天飞机第一位女机长的愿望。尽管这次飞行因为燃料积聚超标和天空暴雨而两度推迟发射，但科林斯具有很好的心理素质，不急不躁，沉着等待，终于成行。美国航空航天局的女航天员梅尔罗评价科林斯说：“她的技术真的很出色，更重要的是，她的性格很好，与人为善，容易相处。”这次航天飞机起飞5秒钟后，科林斯发现电源短路，立即向地面控制中心报告电池箱发生故障，结果查明是电力系统出现暂时短路，对飞行没有影响。科林斯处变不惊，果断地处理了飞行中遇到的问题。她指挥成功释放一座质量为20吨的“钱德拉”天文望远镜。这是此次飞行的主要任务。7月25日，科林斯收到“和平”号空间站指令长阿法纳西耶夫通过无线电联络线路传来的祝贺，他说：“我从心底里向你表示祝贺，你是个勇敢的女人。”科林斯也向“和平”号空间站上的航天员表示诚挚的问候。7月28日，“哥伦比亚”号航天飞机返航，由科林斯指挥在少有的夜间着陆，平稳地在肯尼迪航天中心的跑道上停下来，结束了这次行程250万千米的太空飞行。地面控制中心对这次着陆的评价是“非常漂亮”。任务完成后，这位人类有史以来的第一位航天飞机女机长发自内心地说：“我现在最想做的事是赶快回家，过正常的生活。”
航天员罗斯
罗斯，1948年1月20日出生于印第安纳州冠顶城。他是一位机械工程师和试飞员，1980年被选人美国航空航天局的第6批航天员。
从1985年到2002年，他已参加7次航天飞机的太空飞行，并到过“和平”号空间站和国际空间站上活动。1988年12月、1993年4月、1995年11月的3次太空飞行，分别执行在太空部署军用雷达侦察卫星、参加德国太空实验室的88项科学实验和向“和平”号空间站试验安装一个长4.6米、质量4.5吨的对接舱的任务。在1985年、1991年、1998年和2002年的4次太空飞行中进行了9次太空行走，在航天史上写下了辉煌的一页。
1985年11月26日，罗斯和其他6名航天员乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机升空，首次参加太空飞行。他的任务是通过两次太空行走，在航天飞机敞开的货舱中试搭两种铝制结构的太空建筑物。一次是搭建由100多根横梁和撑杆组成的桁架，有1.4米长；另一次是搭建一个每边长3.6米的倒金字塔形四面体结构。罗斯在失重状态下采用固定和漂移的方式，在茫茫太空中反复装拆这两种建筑结构，以试验人在太空搭建大型建筑物时发生的情况，进行比较，取得了宝贵经验。这两次太空行走用了约12小时。罗斯于12月3日返回地面。
1991年4月5日，罗斯等5名航天员再乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机上天，主要任务是发送一个质量为17吨的伽马射线探测器。此外，罗斯和另一名航天员杰伊·阿普顿结伴进行了两次太空行走。4月7日，由于伽马射线探测器在施放前主天线未能自动打开，在其他补救措施均不能奏效的情况下，罗斯和阿普顿被迫进行了一次近4小时的紧急太空行走，排除了故障，修好了天线。4月8日，按计划在距地面450千米的太空漂浮6小时，测试将来兴建和维修国际空间站的器材。由女航天员琳达·戈德温在舱内操纵伸到太空15米长的机械臂，罗斯站在机械臂的末端，先被高高举起，然后快速落下，罗斯说；“我感觉还没有电梯快。”戈德温指挥失重升降试验后，又操纵机械臂绕轴心旋转，使罗斯看上去就像钟上的一根指针。罗斯沿着航天飞机货舱左侧架起的一条14米长的单车轨道，坐在手推车、马达车和电动车3种不同的动力推车上，以6.4千米每小时的速度滑行，测试不同载运工具在失重情况下的功能。他告诉地面控制中心的人员说：我还是比较喜欢操作简单的手推车。罗斯和阿普顿轮流完成了这次试验任务，于4月11日返回地面。
1998年12月4日，“奋进”号航天飞机发射升空，为国际空间站送去第2个组件，即“团结”号节点舱。在机上6名航天员中，罗斯和詹姆斯·纽曼分3次太空行走，为“团结”号节点舱与早它进入轨道的俄罗斯“曙光”号功能舱对接飞行创造条件。12月7日进行第1次太空行走，罗斯和纽曼把两个新对接成功的空间站组件间的那些负责输送电力、数据和计算机指令的电缆连接起来。罗斯坐在机械臂上，登上耸立在“奋进”号货舱上方7层楼高的空间站上面，用了4个小时把两舱的40根电缆接通。国际空间站的电缆大多数铺设在舱体外面，以防出现类似“和平”号空间站的通道里出现过的电缆缠绕事故，同时避免电缆缠绕妨碍在出现紧急情况时关闭舱门。这次太空行走共用约6个半小时，罗斯看到了5次日落的情景，他说：“太空落日的晚霞真美！”12月10日进行第2次太空行走，罗斯和纽曼合作在站外先安装了一根用于同休斯敦的约翰逊航天中心进行无线电联系的天线，并为“曙光”号功能舱安装安全护栏。12月12日进行第3次太空行走，他们为建设初期的国际空间站安装一个供今后建设者使用的大型工具箱，把它固定在站外，箱中有50件工具。罗斯使用一根3米的长杆撬开“曙光”号功能舱上另一根1.2米长的天线，并检测了自己携带的微型喷气背包的性能。航天员第一次在国际空间站外的工作取得成功。
2002年4月8日，罗斯乘坐“亚特兰蒂斯”号航天飞机参加第7次太空飞行。此行的主要任务是在国际空间站修建一条“太空铁路”。罗斯和另一名航天员通过4次太空行走，把长达13米的第一段轨道和轨道车安装到国际空间站上去，轨道的其余部分将在2年时间内陆续安装，整个轨道系统全部竣工时将长达110米。它是组成国际空间站的外部构件，将在安装太阳能电池板以及其他构架工程的建设中发挥重要作用。罗斯于4月19日返回地面，结束了他的第7次太空之行。