W dniach 20 czerwca – 7 lipca 1996 na pokładzie wahadłowca Columbia uczestniczył w locie STS-78 jako specjalista misji (MS-1). Razem z nim w kosmos polecieli: Terence T. Henricks (dowódca), (pilot) oraz Susan J. Helms (MS-2), Charles E. Brady Jr. (MS-3), francuski astronauta Jean-Jacques Favier (specjalista ładunku PS-1) i Kanadyjczyk Robert B. Thirsk (PS-2). Była to prawie 17-dniowa misja, najdłuższa, jaką przeprowadzono w ramach programu Space Shuttle. W ładowni promu znajdowało się laboratorium SPACELAB/LMS-1 (Life and Microgravity Spacelab) przygotowane przez specjalistów z pięciu agencji kosmicznych: amerykańskiej NASA (National Aeronautics and Space Administration), europejskiej ESA (European Space Agency), francuskiej CNES (Centre National d’Études Spatiales), kanadyjskiej CSA (Canadian Space Agency) i włoskiej ASI (Agenzia Spaziale Italiana). Większość eksperymentów jakie zostały przeprowadzone podczas lotu dotyczyła medycyny, biologii i fizyki.