Старт 16 января не обошелся без происшествий. При взлете «Колумбии» оторвавшийся кусок теплоизоляционного покрытия внешнего топливного бака ударил по плиткам термозащитного слоя левого крыла «челнока». Это было замечено в центре управления полетом. Специалисты НАСА внимательно изучили последствия этого удара, но не обнаружили никаких серьезных повреждений.
На борту «Колумбии» находились семь астронавтов — столько же, сколько на шаттле «Челленджер», который погиб 28 января 1986 года.
Командир корабля — полковник ВВС Рик Хазбэнд, 45 лет, из города Амарильо, штат Техас. Был летчиком испытателем перед зачислением в отряд астронавтов в 1994 году. Это его четвертый полет на шаттле.
Пилот корабля — капитан I ранга ВМС США Уильям Маккул, 41 год, из города Лаббок, штат Техас. Астронавтом стал в 1996 году. Это был его первый полет в космос. Отец троих детей.
Специалист по операциям с полезной нагрузкой — Майкл Андерсон, 43 года, из города Спокан, штат Вашингтон. Отвечал за научные эксперименты. Зачислен в отряд астронавтов в 1994 году. Стал одним из немногих чернокожих в составе отряда. В 1998 году совершил полет на орбитальную космическую станцию «Мир».
Пилот и врач — Дэвид Браун, 46 лет. Стал астронавтом в 1996 году, до этого пилотировал боевые самолеты A-6E «Интрудер» и F-18. Это был его первый космический полет.
Член экипажа — Калпана Чавла, 41 год, родилась в Индии. Эмигрировала в США в 1980 году. В отряд астронавтов была принята в 1998 году. Это был ее второй полет на шаттле.
Член экипажа — Лорел Кларк, 41 год. На борту «Колумбии» помогала с осуществлением научных экспериментов. До поступления в отряд астронавтов в 1996 году была врачом на подводных лодках, а также на самолетах. У нее остался 8-летний сын.
Член экипажа — полковник израильских ВВС Илан Рамон, 48 лет, стал первым гражданином Израиля, совершившим полет в космос. До этого он был пилотом самолетов F-16 и F-4. Был выбран первым израильским астронавтом в 1997 году, прошел подготовку в Хьюстоне. Отец четверых детей.
В ходе 16-дневного космического полета астронавты провели более 80 научных опытов. Часть полученных данных они успели передать по спутниковой связи на землю.
По мнению руководства НАСА, ничто не предвещало трагедии в день возвращения «Колумбии» на мыс Канаверал.
1 февраля 2003 года, в 7 часов 12 минут, Центр управления полетами ПАСА в Хьюстоне дает команду на приземление.
7.27. Экипаж приступает к предпосадочной подготовке.
8.15. Включены тормозные двигатели, корабль начал снижение.
8.19. Тормозные двигатели выключены.
8.53. После выполнения кораблем очередного маневра центр управления полетами перестал получать телеметрические данные с температурных датчиков гидравлической системы левого крыла.
8.58. Прекратилось поступление телеметрических данных еще с трех датчиков на левой стороне космического корабля.
8.59. Перестали поступать данные еще с восьми датчиков, измеряющих температуру и давление внутри и снаружи корабля. Команда докладывает, что контролирует эти параметры на своих дисплеях. Происходит последний радиообмен.
Анализ записанной компьютерами информации дает основания полагать, что в течение пяти минут с левой стороны фюзеляжа над крылом температура поднялась на 60 градусов по Фаренгейту, тогда как на правой стороне шаттла рост, как и положено, составил 15 градусов. За семь минут до того как связь с кораблем была потеряна, в районе ниши левого шасси температура также поднялась на 20—30 градусов. Вскоре после возникновения температурного перепада бортовая автоматическая система управления полетом «Колумбии» зафиксировала значительное нарастание сопротивления воздушному потоку со стороны левого крыла корабля. Нарастание было столь сильным, что системе пришлось начать активно манипулировать элеронами шаттла, чтобы компенсировать его отклонение от расчетного курса в левую сторону. Причем элероны были выведены на большие углы атаки, что нехарактерно для этого участка снижения шаттлов при приземлении.
9.00. Полностью прекращаются связь с экипажем и получение телеметрических данных с корабля. Жители штатов Техас, Арканзас и Луизиана слышат громкий взрыв и видят вспышку в небе.
За 16 минут до посадки шаттл развалился в воздухе на две части, а затем от них начали отделяться более мелкие фрагменты. Об этом свидетельствуют кадры, показанные по американским телеканалам, которые «отслеживали» полет корабля во время его снижения над Техасом. «Колумбия» вошла в плотные слои атмосферы и начала разрушаться на высоте 63 км при скорости 5 км/сек. Шансов на спасение у астронавтов не было.