Astronauta dell’Agenzia Spaziale Europea, sette missioni, record italiano di permanenza nello Spazio nel 2017 con 313 giorni, 2 ore, 36 minuti.

Nel 1991 entra a far parte del corpo astronautico europeo dell’ESA come ingegnere per la formazione degli astronauti.

Nel 1996 viene assegnato al Johnson Space Center della NASA, a Houston, in Texas, e nel 1998 viene selezionato come astronauta dall’Agenzia Spaziale Italiana. Poco dopo viene trasferito presso il Johnson Space Center della NASA e assegnato alla classe di astronauti XVII della NASA.

Nel 2000 consegue le qualificazioni di base per essere assegnato a una missione a bordo di uno Shuttle e alla Stazione Spaziale Internazionale.

Dal 23 ottobre al 7 novembre 2007 vola come specialista di missione a bordo dello Space Shuttle Discovery con il volo STS-120 per la Stazione Spaziale Internazionale. Durante la missione, chiamata Esperia, ha portato a termine, per la comunità scientifica europea, una serie di esperimenti europei nel campo della biologia e della fisiologia umana.

Nel 2008 il suo secondo volo nello Spazio. Dopo aver passato 159 giorni nello spazio, rientra a Terra il 24 maggio 2011.

È partito, poi, a bordo della Soyuz MS-05 con un contratto bilaterale tra la NASA e l’Agenzia Spaziale Italiana che coinvolge gli astronauti dell’ESA.

Astropaolo ha portato a termine oltre 60 esperimenti durante la missione Vita, acronimo di Vitalità, Innovazione, Tecnologia ed Abilità. È atterrato il 14 dicembre 2017 dopo 139 giorni nello spazio. Con 313 giorni nello spazio totali attraverso le tre missioni, Paolo è il secondo astronauta ESA con più esperienza.