Nel gennaio del 1978 è stata selezionata come candidata astronauta, nell'agosto del 1979 ha completato l'addestramento astronautico al termine del quale è stata qualificata come specialista di missione. Ha volato in tre missioni dello Shuttle: nella STS-41-G (ottobre 1984) durante la quale è diventata la prima donna statunitense a compiere un'attività extraveicolare, nella STS-31 (aprile 1990) e nella STS-45 (marzo 1992).[1] È stata anche la prima donna a scendere nel punto più profondo del Pianeta, la Fossa delle Marianne.[2]