Kennedy Space Center
Pełniąc funkcję zastępcy dyrektora Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego, odegrała kluczową rolę w procesie przekształcania Centrum w wieloużytkowy port kosmiczny. Przez rok pracowała także w siedzibie NASA w Waszyngtonie jako zastępca administratora pomocniczego i pełniła obowiązki dyrektora Biura Ewaluacji. Była pierwszą kobietą w historii na stanowisku zastępcy dyrektora Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego.
W dniu 1 czerwca 2021 roku została mianowana dyrektorem Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego przez administratora NASA Billa Nelsona, jako pierwsza kobieta w historii na tym stanowisku. W okresie, gdy Petro pełniła obowiązki administratora NASA, obowiązki dyrektora Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego wykonywał Kelvin Manning jako osoba pełniąca obowiązki.
P.o. Administratora NASA
20 stycznia 2025 roku objęła urząd pełniącego obowiązki Administratora NASA i została powołana przez prezydenta Donalda Trumpa. Jej nominacja była zaskoczeniem dla części obserwatorów, gdyż pominięto Jima Free, zastępcę administratora NASA i najwyższego rangą urzędnika w agencji.
Podczas swojej kadencji, wykonując rozporządzenie wykonawcze, zlikwidowała Biuro ds. Różnorodności i Integracji oraz zażądała od pracowników zgłaszania swoich kolegów zmieniających opisy umów i zagroziła „negatywnymi konsekwencjami” dla pracowników, którzy nie „zgłoszą” naruszeń.
Funkcję sprawowała do 9 lipca 2025 roku, kiedy to Donald Trump mianował na stanowisko pełniącego obowiązki Administratora NASA, Seana Duffy’ego, sekretarza transportu.
