被委任为空军军官，授予少尉军衔。谢尔顿从1976年8月至1979年5月一直在位于加利福尼亚州的范登堡空军基地的空间和导弹试验中心工作，第一个职位是发射设备管理员，之后分别担任发射主管、司令官技术助理等职，1978年6月2日，晋升中尉。之后，谢尔顿到位于俄亥俄州赖特-帕特森空军基地的空军工学院学习，1980年12月毕业，获得航天工程理学硕士学位。毕业后，谢尔顿被分配到德克萨斯州休斯敦的约翰逊航天中心，担任航天飞机飞行控制员，直到1985年7月。并在1980年6月2日晋升上尉，1985年5月1日晋升少校。1