因此决定继续倒计时并向外燃料贮箱加注燃料。固体火箭助推器承包公司的工程师们始终坚持反对在低温环境下发射，罗克韦尔公司也认为发射台上有冰凌，这时发射不安全。
但挑战者号在这种情况下仍发射升空,起飞73秒后发生爆炸，7名航天员全部遇难。发射后110秒时空军靶场安全控制人员将固体火箭助推器炸毁。
根据“挑战者号”事故调查委员会的研究，引发“挑战者号”航天飞机爆炸的直接技术原因是右则固体助推器一个O型密封圈失效所致。在“挑战者号”升空后不久，右侧固体助推器后接合部因段体膨胀而略有变形（此属于正常现象），由于环境温度过低，O形密封圈弹性变坏，没有达到它原来密封的位置。
密封性变差使接合部靠近外贮箱的部位发生蒸发物泄漏。很快，灰色蒸发物变成浓黑的烟雾，这表明接合部密封部位的润滑剂、绝热材料和O形密封圈已受到燃气的烧蚀。当主发动机加大推力时，接合部出现了火舌。大约在起飞15秒钟时，火舌已发展成连续的清晰的羽焰。遥测数据表明，这时两个助推器燃烧室的压力不一致，右侧较低，说明接合部的泄漏在加大。
在此后的3秒钟，这个火焰成了一个高热的喷灯，对着外贮箱烧烤，外层绝热层很快烧坏，接着又烧向铝蒙皮。当铝蒙皮也被损坏后，急剧冒出的氢气立刻被点燃并向后顺气流冲击。
液氢贮箱的进一步破坏、右侧助推器的摆动撞击着液氧箱，巨大的冲击力使液氧箱底部撞坏。就在这一瞬间，大量氢氧混合物酿成巨大的爆炸。此时“挑战者号”的高度约14千米，速度达到M1.92。爆炸形成的超音速扩散的气团给“挑战者号”造成20倍重力的冲击，使之解体四散。
哥伦比亚号返航解体——2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的科学实验任务之后，在返航途中解体，7名航天员丧生。
2003年8月26日，M国“哥伦比亚”号航天飞机事故调查委员会，公布了有关“哥伦比亚”号失事原因的最终调查报告。报告指出，导致“哥伦比亚”号发生事故的技术原因是：航天飞机发射升空81.7秒后，由于外部燃料箱外表面脱落的一块泡沫材料的撞击，导致了航天飞机左翼前缘的热保护系统形成裂孔。航天飞机重返大气层时，超高温气体得以从裂孔处进入“哥伦比亚”号机体，造成航天飞机最终解体。
“哥伦比亚”号航天飞机事故调查耗资2000万美元，报告长达248页，涉及调查人员多达2.5万名。调查人员在得克萨斯和路易斯安那州收集了8400多片残骸，相当于整个飞机的38%。通过把它们拼装起来，调查人员做出了上述结论。
蓝色星球M国政府在奥巴马上台之后叫停了新的登月计划，开始将太空探索的目光投向火星，对于服务于近地轨道的航天飞机来说已经没用武之地。
与此同时航天飞机投入使用后并未达到原先预想的目的。因此2010年，由16个国家的科学家参与的国际空间站基本建成时，美国决定放弃“航天飞机”计划。另外，过高的运营成本和过低的安全系数亦是航天飞机被退役的主要原因。
安全系数低：5架航天飞机2架爆炸，14名宇航员因此丧命，航天飞机由于重复使用，因此其技术难度大、系统设计复杂、零部件更容易耗损，从起飞、上升、轨道运行，再入大气层直到返回着陆过程中，需要经受各类极度严酷的环境。
航天飞机的弱点是在使用中逐渐暴露出来的，它的系统远不止将载人飞船和运载火箭两者单纯相加那么简单。