载荷专家候选人之一。根据当时美国航空航天局的政策，外国人无法接触敏感的技术，担任搭乘运用技术人员与操縦员。1994年7月8日-23日，向井千秋参加哥伦比亚号航天飞机STS-65任务，担任有效载荷专家。她在太空中进行金鱼试验。心血管系统、自主神经系统、骨骼和肌肉代谢的医学实验也是STS-65轨道飞行的任务之一。STS-65任务总共绕行地球236圈，飞行距离超过6,100,000英里，花费353小时55分钟。向井千秋在太空滞留的时间为14天17小时55分钟，成为当时女性宇航员停留太空最长的纪录，虽然这个纪录