Selezionato dalla NASA nel giugno 1998, ha iniziato l'addestramento astronautico ad agosto dello stesso anno. Successivamente è stato impiegato nel Astronaut Office Robotics Branch. Ad ottobre 2001 è stato assegnato al Astronaut Office Advanced Vehicles Branch e nel 2003 ha partecipato all'esperimento NEEMO (NASA Extreme Environment Mission Operations) nel laboratorio Aquarius sottomarino.
È stato infine selezionato come astronauta a lunga permanenza sulla Stazione spaziale internazionale. È partito a bordo dello Space Shuttle Endeavour nella missione STS-123 l'11 marzo 2008 ed è giunto sulla stazione spaziale in qualità di membro della Expedition 16 e successivamente della Expedition 17. Con la missione STS-124 è tornato a Terra dopo aver trascorso circa 95 giorni nello spazio il 14 giugno 2008.[1]
Reisman è il primo membro della Stazione Spaziale Internazionale di religione ebraica[2] ed ha inviato un saluto dallo spazio al popolo israeliano durante le celebrazioni del 60º anniversario di Israele a maggio 2008[3]
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