，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。1985年7月，谢尔顿再次回到学校，前往位于弗吉尼亚州诺福克的武装部队参谋学院。完成学习后，他被前往位于科罗拉多州科泉市的彼得森空军基地，担任空军空间司令部副作战主管。1988年8月，谢尔顿前往华盛顿特区，在空军部长办公