23 maja 1985 r. ogłoszono skład trzynastoosobowej jedenastej grupy astronautów NASA, z Jernigan w roli specjalistki misji. Po rocznym treningu i egzaminie w lipcu 1986 roku Jernigan wstąpiła do korpusu astronautycznego amerykańskiej agencji kosmicznej[3]. W trakcie służby pełniła rolę operatorki łączności (CapCom) w kontroli misji STS-30, STS-28, STS-34, STS-33 i STS-32. Była też walidatorką oprogramowania i wiodącym astronautą w rozwoju oprogramowania kontroli lotu[2]. W trakcie swojej kariery pełniła także funkcję szefowej działu opracowania misji Biura Astronautycznego (Astronaut Office Mission Development Branch), a także zastępcy dyrektora Biura Astronautycznego NASA[2].
Jernigan wykonała najwięcej lotów ze swojej grupy. W trakcie pięciu lotów kosmicznych na pokładzie trzech różnych promów kosmicznych spędziła ponad 1512 godzin.
Pierwszy start odbyła 5 czerwca 1991 r., z misją Spacelab Life Sciences – 1 wynoszonego laboratoriumSpacelab. Podczas drugiego lotu była przede wszystkim odpowiedzialna za włoskiego satelitę geodezyjnegoLAGEOS-II, a podczas trzeciego – za obserwatorium Astro-2[4]. Pierwsze dwa wyjścia poza pojazd miała wykonać w trakcie misji STS-80, nie doszło jednak do nich z powodu awarii włazu śluzy powietrznej[5]. Ostatecznie swój jedyny spacer kosmiczny wykonała podczas swojej ostatniej misji – STS-96 na pokładzie Discovery – w końcu maja 1999 r. Wyjście z zadaniami serwisowymi w towarzystwie Daniela Barry’ego trwało 7 godzin i 55 minut[2][6]. Misja STS-96 była jej jedynym pobytem na – wówczas wciąż montowanej – Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Agencję kosmiczną opuściła we wrześniu 2001 roku, aby objąć funkcję Assistant Associate Director for Physics and Advanced Technologies w Lawrence Livermore National Laboratory[2].
Wykaz lotów
Loty kosmiczne, w których uczestniczyła Tamara Elizabeth Jernigan
Łączny czas spędzony w kosmosie – ok. 63 dni 1 godzina 24 minuty
Kariera w LLNL
Od opuszczenia NASA pracuje w narodowym laboratorium im. Lawrence’a w kalifornijskim Livermore. Początkowo Assistant Associate Director for Physics and Advanced Technologies, w 2018 r. pełniła funkcję Deputy Principal Associate Director w dziale Weapons and Complex Integration (WCI). Ponadto zasiadała w radzie ds. badań kosmicznych (National Academy Space Studies Board) i zasiada w komitecie naukowym NASA (NASA Science Committee) i w Naval Studies Board[1].
Życie prywatne
Jernigan mieszka w Kalifornii. Astronautka poślubiła Petera Jeffreya Wisoffa – innego amerykańskiego astronautę, z późniejszej grupy trzynastej; para ma jedno dziecko[7].