Poza Hansem Schlegelem wśród kandydatów do lotu znaleźli się również: , Gerhard Thiele, Ulrich Walter oraz . 1988–1990 – w niemieckim centrum astronautów DFVLR (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt) w Kolonii przeszedł kurs przygotowawczy do lotu w kosmos. Podczas szkolenia odbył m.in. ponad 1300 lotów na pokładzie samolotu KC-135, w którym symulowano stan nieważkości. 1990 – jesienią rozpoczął treningi do lotu w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona. Był przygotowywany jako specjalista ładunku użytecznego w załodze podstawowej misji STS-55. 1992 – był jednym z pięciu niemieckich kandydatów, którzy starali się o przyjęcie do korpusu astronautów ESA podczas drugiego naboru. Ostatecznie ESA wybrała wówczas Thomasa Reitera, a Schlegel pozostał członkiem grupy astronautów DLR. 1993 – na przełomie kwietnia i maja wziął udział w misji STS-55. 1995–1998 – od sierpnia 1995 razem z Reinholdem Ewaldem rozpoczął szkolenie w Centrum Wyszkolenia Kosmonautów im. J. Gagarina w Gwiezdnym Miasteczku pod Moskwą w ramach niemiecko-rosyjskiego programu Mir-97. Został przydzielony do załogi rezerwowej Sojuz TM-25 razem z Tałgatem Musabajewem oraz Nikołajem Budarinem. Lot Sojuza miał miejsce pomiędzy 10 lutego a 2 marca 1997.