במהלך הביקור סיפר תומאס כי החלום לטוס לחלל התגבש בגיל 6, כאשר צפה בשיגור האמריקאי הראשון לחלל, ב- 5 במאי, 1961. לאחר שסיים תיכון נאס"א התחילו לגייס אסטרונאוטים עם רקע מדעי, ותומאס החליט ללכת ללמוד פיזיקה באוניברסיטה. כשסיים תואר דוקטור בפיזיקה הגיש תומאס מועמדות לתכנית ההכשרה לאסטרונאוטים של נאס"א. תומאס לא התקבל, אבל על חלום של שנים לא מוותרים. לאחר שנתיים הוא הגיש את מועמדותו שוב, אך נדחה שנית.

הדחייה בפעם השנייה הלחיצה את תומאס. הוא עבר על קורות החיים של האסטרונאוטים הנבחרים, ומצא כי יש שלושה דברים שיכולים להגביר את סיכויי בחירתו: שיעורי טיסה, צניחה חופשית וללמד קורס באוניברסיטה. תומאס הלך ועשה את שלושתם.

כשהגיש מועמדות בפעם השלישית, תומאס התקדם עד לשלב במיונים שבו היו רק מאה מועמדים. הוא עשה ראיון, עבר את כל הבדיקות הרפואיות, וכשהגיע הטלפון מנאס"א התשובה הייתה לא. פעם נוספת. אך גם הפעם תומאס לא הרים ידיים, והחליט שהוא צריך להיות קרוב יותר למקום שבו הכל מתרחש. הוא עבר ליוסטון, והתחיל לעבוד כמהנדס במרכז ג'ונסון של נאס"א. לאחר כמה שנים נאס"א שוב חיפשו אסטרונאוטים, ותומאס שוב הגיש את מועמדותו. הפעם, כשהגיע הטלפון המיוחל, התשובה הייתה חיובית. תומאס היה בן 35, והוא היה בדרך להגשים את חלום חייו.

לאחר 4 שנים של אימונים ולימודים, תומאס טס לראשונה לחלל במעבורת החלל קולומביה, ששברה שיא בזמן השהות של מעבורת בחלל: 15 יום. בטיסה זו ביצעו חברי הצוות מעל 80 ניסויים בחומרים, צמחים ובעלי חיים, על מנת להבין התנהגויות בסביבה חסרת כח כבידה.  במהלך שירותו בנאס"א הספיק תומאס לטוס ב- 4 משימות לחלל הוא הקיף את כדור הארץ 692 פעמים ושהה 44 ימים בחלל.

שבוע החלל הישראלי  נקבע בעקבות אסון המעבורת קולומביה שאירע בתאריך- 1.2.2003, בו נספו צוות המשימה 107-STS שאחד מחבריו היה טייס החלל הישראלי, אל"מ אילן רמון ז"ל.

מטרתו של שבוע זה, להגביר את הקשר של הקהילה לתחום החלל ולהרחיב את העניין והסקרנות של צעירים בפעילות החלל בישראל. שבוע החלל הישראלי מתקיים ביוזמת סוכנות החלל הישראלית, משרד המדע הטכנולוגיה והחלל, ובמסגרתו מתקיימים מגוון אירועים. חלקם מיועדים לקהל הרחב וחלקם מיועדים לאנשי חינוך ולתלמידים.

הפוסט האסטרונואט ד"ר דונלד תומאס ביקר במצפה הכוכבים של גבעתיים  הופיע ראשון במקומון רמת גן