Se convirtió en la mujer número 50 en visitar el espacio en su primera misión en 2008.Sus padres, Kenneth y Phyllis Nyberg, todavía residen en Vining.Este fue el segundo de tres vuelos para entregar los componentes para completar el laboratorio japonés Kibō.[1] En mayo de 2009, fue asignada a la misión STS-132, que fue lanzado en mayo de 2010,[6] pero tuvo que ser sustituida tres meses más tarde debido a una condición médica temporal.[7] Nyberg entonces sirvió en un rol técnico hasta que recibió su próxima misión, como ingeniera de vuelo en la Expedición 36/37.
La astronauta Karen Nyberg, especialista de la misión STS-124, mira a través de una ventana en el recién instalado laboratorio de experimentos japonés «Kibo» de la Estación Espacial Internacional.