Hoje, na história da astronomia, a Columbia decola em sua fatídica missão final.
Em 16 de janeiro de 2003, o ônibus espacial Columbia foi lançado em sua 28ª missão, a STS-107 . A NASA tinha cinco missões adicionais do ônibus espacial planejadas para 2003, mas a STS-107 foi a única focada em pesquisa científica; as outras se concentraram na expansão contínua da Estação Espacial Internacional. Os astronautas – os americanos Rick Husband, Willie McCool, Michael Anderson, David Brown, Laurel Clark e Kalpana Chawla, e o israelense Ilan Ramon – completaram uma missão ambiciosa e produtiva. A equipe realizou quase 80 experimentos, que variaram de combustão em microgravidade à melhoria da eficácia de medicamentos anticancerígenos, durante seus 16 dias em órbita.
No entanto, enquanto estavam em órbita, a análise pós-lançamento da NASA revelou que um pedaço de espuma isolante se desprendeu do tanque externo durante a decolagem, atingindo as placas isolantes na parte inferior da asa esquerda da Columbia . Não ficou claro o grau de dano causado, e eventos semelhantes de "desprendimento de espuma" ocorreram durante outros lançamentos de ônibus espaciais. A direção da NASA concluiu que o impacto não representava perigo real ou, se representasse, não haveria nada que os astronautas pudessem fazer para remediar a situação no espaço.
Quando o ônibus espacial reentrou na atmosfera em 1º de fevereiro, o buraco causado pelo impacto permitiu que o ar superaquecido penetrasse na asa, derretendo sua estrutura de alumínio e, por fim, destruindo-a. O restante da Columbia se desintegrou, partindo-se a uma altitude de 63 quilômetros (39 milhas) sobre o nordeste do Texas. Todos os sete astronautas morreram no desastre . O relatório da comissão de investigação de acidentes da NASA analisou não apenas as falhas físicas, mas também as causas organizacionais enraizadas na história e na cultura do programa do ônibus espacial – incluindo restrições de recursos, práticas de segurança negligentes, comunicação deficiente e prioridades variáveis. No ano seguinte, o presidente George W. Bush anunciou que o programa do ônibus espacial seria encerrado em 2010.