首次军事用途搭载进行了操作。马丁利最后一次进入轨道是在1985年1月24日，那次他作为发现号航天飞机第十五次任务的指令长进入太空。在这次为期3天的任务中，马丁利与他的4人机组从货舱中释放了一颗军事用途的搭载。
太空飞行经历.阿波罗16号是阿波罗计划中的第六次载人登月任务。机组成员包括：指令长约翰·杨、指令舱驾驶员肯·马丁利和登月舱驾驶员查尔斯·杜克。阿波罗16号的任务是：在着陆地（笛卡尔环形山）附近收集月面高处岩本，同时使用搭载在指令舱“卡斯帕”号上的科学仪器在月球轨道上对月球表面