Martšenko pelasi alle 20-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuonna 2019, jolloin hän voitti pronssia. Martšenko pelasi myös alle 18-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuonna 2018, jolloin hän oli tehoilla 3+3=6 Venäjän paras pistemies ja jakoi sisäisen maalipörssin voiton Ivan D. Morozovin kanssa. Valmennus valitsi Martšenkon joukkueensa turnauksen yhdeksi kolmesta parhaasta pelaajasta. Hänet valittiin myös Ranskaa vastaan pelatun avausottelun päätteeksi joukkueensa ottelun parhaaksi pelaajaksi.