Katastrophe der Raumfähre Columbia

Am 1. Februar 2003 zerbrach die Raumfähre Columbia beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre über Texas und Louisiana , wobei alle sieben Astronauten an Bord ums Leben kamen. Es war die zweite von zwei Space-Shuttle-Missionen, die mit einer Katastrophe endete, nach dem Verlust der Challenger und ihrer Besatzung im Jahr 1986 .

Die Mission mit der Bezeichnung STS-107 war der 28. Flug des Orbiters und der 113. Flug der Space-Shuttle-Flotte. Sie diente der Forschung in verschiedenen Bereichen, hauptsächlich an Bord des SpaceHab -Moduls in der Nutzlastbucht des Shuttles.

Beim Start löste sich ein Stück des Isolierschaums vom Außentank des Space Shuttles und traf die Hitzeschutzkacheln am linken Flügel des Orbiters . Ähnliche Schaumstoffablösungen waren bereits bei früheren Space-Shuttle-Starts vorgekommen und hatten Schäden verursacht, die von geringfügig bis beinahe katastrophal reichten. Einige Ingenieure vermuteten jedoch, dass die Schäden an der Columbia schwerwiegender waren. Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre drangen heiße Atmosphäregase durch den Hitzeschild und zerstörten die innere Flügelstruktur. Dadurch wurde der Orbiter instabil und zerbrach.

Nach der Katastrophe wurden die Flüge des Space Shuttles für mehr als zwei Jahre eingestellt, wie bereits nach der Challenger- Katastrophe. Der Bau der Internationalen Raumstation (ISS) ruhte bis zur Wiederaufnahme der Flüge im Juli  2005 mit STS-114 . Die NASA nahm für die nachfolgenden Missionen mehrere technische und organisatorische Änderungen vor. Dazu gehörte die Einführung einer Inspektion im Orbit, um die Funktionsfähigkeit des Hitzeschutzsystems (TPS) des Orbiters während des Aufstiegs zu überprüfen, sowie die ständige Bereitschaft von Rettungsmissionen für den Fall irreparabler Schäden. Mit Ausnahme einer Mission zur Reparatur des Hubble-Weltraumteleskops flogen die nachfolgenden Space-Shuttle-Missionen ausschließlich zur ISS, damit die Besatzung diese als sicheren Zufluchtsort nutzen konnte, falls eine Beschädigung des Orbiters einen sicheren Wiedereintritt verhinderte. Die verbleibenden drei Orbiter wurden nach Fertigstellung der ISS außer Dienst gestellt .

Das Space Shuttle war ein teilweise wiederverwendbares Raumschiff der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Administration (NASA). ^{[ 2 ] : 5, 195} Es absolvierte seinen Erstflug im April  1981 ^{[ 3 ] : III-24} und wurde für Forschung im Orbit ^{[ 3 ] : III-188} sowie zum Aussetzen kommerzieller, militärischer und wissenschaftlicher Nutzlasten eingesetzt. ^{[ 3 ] : III-66, 68, 148} Beim Start bestand es aus dem Orbiter , der die Besatzung und die Nutzlast enthielt , dem externen Treibstofftank (ET) und den beiden Feststoffraketen (SRBs). ^{[ 4 ] : 363} Der Orbiter war ein wiederverwendbares, geflügeltes Fahrzeug, das senkrecht startete und als Gleiter landete. ^{[ 3 ] : II-1} Im Rahmen des Space-Shuttle-Programms wurden fünf operationelle Orbiter gebaut . ^{[ 2 ] : 5} Die Columbia war der erste für den Weltraum geeignete Orbiter, der nach dem atmosphärischen Testfahrzeug Enterprise gebaut wurde . Der Orbiter enthielt die Mannschaftskabine, in der die Besatzung während einer Mission hauptsächlich lebte und arbeitete. ^{[ 3 ] : II-5} Drei Haupttriebwerke des Space Shuttles (SSMEs) waren am Heck des Orbiters montiert und lieferten den Schub beim Start. ^{[ 4 ] : II-170} Im Weltraum manövrierte die Besatzung mithilfe der beiden kleineren, am Heck montierten Triebwerke des Orbitalmanövriersystems (OMS). ^{[ 4 ] : II-79}

Der Orbiter wurde beim Wiedereintritt durch das Hitzeschutzsystem (TPS), eine Hitzeschutzschicht um den Orbiter, vor der Hitze geschützt. Im Gegensatz zu früheren US-Raumfahrzeugen, die ablative Hitzeschilde verwendeten, erforderte die Wiederverwendbarkeit des Orbiters einen Mehrzweck-Hitzeschild. ^{[ 5 ] : 72–73.} Beim Wiedereintritt erreichte das TPS Temperaturen von bis zu 1600 °C (3000 °F), musste aber die Temperatur der Aluminiumhaut des Orbiters unter 180 °C (350 °F) halten. Das TPS bestand im Wesentlichen aus vier Subsystemen. Die Nasenspitze und die Vorderkanten der Tragflächen erreichten Temperaturen von über 1300 °C (2300 °F) und wurden durch den Verbundwerkstoff RCC ( verstärkter Kohlenstoff-Kohlenstoff ) geschützt. Um Schäden durch Mikrometeoriten und Weltraumschrott zu verhindern, wurde 1998 ein dickeres RCC entwickelt und installiert . ^{[ 3 ] : II-112–113} Die gesamte Unterseite des Orbiters sowie die anderen heißesten Oberflächen wurden mit schwarzer, wiederverwendbarer Hochtemperatur-Oberflächenisolierung geschützt. Bereiche auf der Oberseite des Orbiters waren mit weißer, wiederverwendbarer Niedertemperatur-Oberflächenisolierung bedeckt, die Schutz bei Temperaturen unter 650 °C (1200 °F) bot. Die Nutzlastbuchttüren und Teile der oberen Flügelflächen waren mit wiederverwendbarer Filzisolierung bedeckt, da die Temperatur dort unter 370 °C (700 °F) blieb. ^{[ 4 ] : 395}

Zwei Feststoffraketen (SRBs) wurden an die Raumsonde (ET) angekoppelt und brannten für die ersten zwei Flugminuten. ^{[ 4 ] : II-222} Nachdem der Treibstoff verbraucht war, trennten sich die SRBs von der ET und stürzten an einem Fallschirm in den Atlantik. ^{[ 4 ] : II-289} Bergungsteams der NASA bargen die SRBs und brachten sie zum Kennedy Space Center (KSC), wo sie demontiert und ihre Komponenten für zukünftige Flüge wiederverwendet wurden. ^{[ 4 ] : II-292}

Beim Start des Space Shuttles wurden Orbiter und Feststoffraketen (SRBs) mit dem Treibstofftank (ET) verbunden, der den Treibstoff für die Feststoffraketen (SSMEs) enthielt. ^{[ 4 ] : II-222} Der ET bestand aus einem Tank für flüssigen Wasserstoff (LH₂), der bei −253 °C (−423 °F) gelagert wurde, und einem kleineren Tank für flüssigen Sauerstoff (LOX), der bei −183 °C (−297 °F) gelagert wurde. Er war mit Isolierschaum ummantelt, um die Flüssigkeiten kalt zu halten und Eisbildung an der Außenseite des Tanks zu verhindern. Der Orbiter war über zwei Versorgungsleitungen im unteren Bereich und ein Zweibein im oberen Bereich mit dem ET verbunden. ^{[ 6 ] : 50–51} Nach Verbrauch des Treibstoffs trennte sich der ET vom Orbiter und trat in die Atmosphäre ein, wo er beim Wiedereintritt auseinanderbrach und seine Teile im Indischen oder Pazifischen Ozean landeten . ^{[ 4 ] : II-238}

Während der Konstruktionsphase des Space Shuttles war eine Anforderung an die Außenbordeinheit (ET), dass diese keine Trümmer freisetzen würde, die den Orbiter und sein Hitzeschutzsystem (TPS) beschädigen könnten. Die Unversehrtheit der TPS-Komponenten war für das Überleben der Besatzung beim Wiedereintritt unerlässlich, und die Hitzeschutzkacheln und -paneele waren nur so konstruiert, dass sie relativ geringen Einschlägen standhielten. Bei STS-1, dem ersten Flug des Space Shuttles, wurde der Orbiter Columbia während des Starts durch einen Schaumstofftreffer beschädigt. Schaumstofftreffer traten regelmäßig bei Space-Shuttle-Starts auf; von den 79 Missionen, für die Bildmaterial vom Start verfügbar ist, ereigneten sich bei 65 Schaumstofftreffer. ^{[ 6 ] : 121–122}

Das Zweibein verband die Außenbordeinheit (ET) im oberen Bereich über zwei Streben mit einer Rampe am Tankende jeder Strebe mit der vorderen Unterseite des Orbiters. Die Rampen waren mit Schaumstoff ummantelt, um Eisbildung und damit verbundene Schäden am Orbiter zu verhindern. Der Schaumstoff jeder Zweibeinrampe maß etwa 76 × 36 × 30 cm (30 × 14 × 12 Zoll) und wurde von Hand aus dem ursprünglichen Schaumstoffauftrag herausgeschnitten. ^{[ 7 ]} Bereits bei sechs Flügen vor STS-107 war beobachtet worden , dass sich Schaumstoff von der linken Zweibeinrampe von der Außenbordeinheit löste und einige der größten Schaumstoffeinschläge verursachte, die der Orbiter je erlitten hatte. ^{[ Anmerkung 1 ]} Der erste Schaumstoffeinschlag an der Zweibeinrampe ereignete sich während STS-7 . Das Hitzeschutzsystem (TPS) des Orbiters wurde nach der Mission repariert, die Ursache für den Schaumstoffverlust am Zweibein wurde jedoch nicht behoben. ^{[ 6 ] : 123} Nach dem Schaumstoffverlust am Zweibein von STS-32 fügten NASA-Ingenieure, in der Annahme, dass der Verlust auf einen Druckaufbau innerhalb der Isolierung zurückzuführen war, Entlüftungslöcher in den Schaumstoff ein, um den Gasaustritt zu ermöglichen. Nachdem ein Schaumstofftreffer am Zweibein von STS-50 das Hitzeschutzsystem (TPS) beschädigt hatte , kamen interne NASA-Untersuchungen zu dem Schluss, dass es sich um ein „akzeptables Flugrisiko“ handelte und nicht als flugsicherheitsrelevantes Problem behandelt werden sollte. Schaumstoffverluste am Zweibein traten auch bei STS-52 und STS-62 auf, wurden aber erst im Zuge der Untersuchung nach der Zerstörung der Columbia bemerkt . ^{[ 6 ] : 124}

Während des Fluges STS-112 im Oktober 2002 löste sich ein etwa 10 × 13 × 30 cm großes Stück Schaumstoff von der Zweibeinrampe des ET und traf den Befestigungsring zwischen SRB und ET nahe der Unterseite des linken SRB. Dadurch entstand eine 10 cm breite und 8 cm tiefe Delle. ^{[ 6 ] : 124} Im Anschluss an den Flug entschied das Program Requirements Control Board, den Schaumstoffverlust an der Zweibeinrampe nicht als Fluganomalie einzustufen. Der Schaumstoffverlust wurde zwar im Rahmen der Flugbereitschaftsbesprechung für STS-113 thematisiert, das Program Requirements Control Board befand den ET jedoch für flugtauglich. ^{[ 6 ] : 125}

Ein Trümmeraufprall des Ablationsmaterials am rechten Feststoffraketenmodul (SRB) verursachte am 2. Dezember 1988 während des Starts von STS-27 erhebliche Schäden an der Raumfähre Atlantis. Am zweiten Flugtag untersuchte die Besatzung die Schäden mithilfe einer Kamera am ferngesteuerten Manipulatorsystem . Der Trümmeraufprall hatte eine Hitzeschutzkachel abgerissen; die freiliegende Außenhaut des Orbiters war verstärkt, und es hätte zu einem Durchbrennen kommen können, wäre der Schaden an einer anderen Stelle aufgetreten. Nach dieser Mission stufte das NASA Program Requirements Control Board den Vorfall als Fluganomalie ein, die später durch die geplante Verbesserung des SRB-Ablators behoben wurde. Das Columbia Investigative Review Board stellte den Unterschied in der Behandlung der Trümmeraufprallereignisse bei STS-27 und STS-107 fest. Nach der Entdeckung des Trümmeraufpralls bei STS-27 wurde die Besatzung umgehend angewiesen, das Raumfahrzeug zu untersuchen. Vierzehn Jahre später, als der Trümmereinschlag auf STS-107 entdeckt wurde, lehnte die Leitung des Shuttle-Programms eine Inspektion des Orbiters durch die Besatzung sowie die Anforderung von Aufnahmen aus dem Orbit ab und schloss letztlich einen Durchbrenner aus. Der Vorstand wertete das Versäumnis der Shuttle-Leitung, die Bedrohung von STS-107 durch einen ähnlichen Einschlag wie bei STS-27 zu berücksichtigen, als Zeichen dafür, dass die NASA nicht als lernende Organisation agierte. ^{[ 6 ] : 127}

Für die Mission STS-107 transportierte die Columbia das SpaceHab -Forschungsdoppelmodul, das Orbital Acceleration Research Experiment (OARE) und eine Plattform für einen Langzeitorbiter (EDO) . ^{[ 6 ] : 30} Die Mission bestand alle Vorstartzertifizierungen und -prüfungen und begann mit dem Start. Der Start war ursprünglich für den 11. Januar 2001 geplant, wurde jedoch dreizehn Mal verschoben, bis er schließlich am 16. Januar 2003 erfolgte. ^{[ 6 ] : 28}

Die siebenköpfige Besatzung von STS-107 wurde im Juli 2000 ausgewählt. ^{[ 6 ] :28} Die Mission wurde von Rick Husband kommandiert , einem Oberst der US Air Force und Testpiloten . Er hatte zuvor an STS-96 teilgenommen . ^{[ 8 ]} Pilot der Mission war William McCool , ein Kommandant der US Navy, für den es der erste Raumflug war. ^{[ 9 ]} Nutzlastkommandant war Michael Anderson , ein Oberstleutnant der US Air Force, der zuvor an STS-89 teilgenommen hatte . ^{[ 10 ]} Kalpana Chawla fungierte als Flugingenieurin; sie hatte zuvor an STS-87 teilgenommen . ^{[ 11 ]} David Brown und Laurel Clark , beide Kapitäne der Navy , flogen als Missionsspezialisten und absolvierten dabei ihre ersten Raumflüge. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Ilan Ramon , Oberst der israelischen Luftwaffe und erster israelischer Astronaut , flog bei seinem ersten Raumflug als Nutzlastspezialist . ^{[ 14 ] [ 6 ] : 29}

Die Columbia startete um 10:39:00 Uhr vom Startkomplex 39A (LC-39A) des Kennedy Space Centers. Nach 81,7 Sekunden (T+ 81,7 Sekunden) löste sich ein etwa 53 bis 69 cm langes und 30 bis 46 cm breites Schaumstoffteil vom linken Zweibein der Außenstufe (ET). Nach 81,9 Sekunden (T+81,9 Sekunden) traf der Schaumstoff mit einer Relativgeschwindigkeit von 686 bis 922 km/h (426 bis 573 mph) auf die verstärkten Kohlenstoff-Kohlenstoff- Paneele (RCC) des linken Flügels der Columbia . ^{[ 6 ] : 34} Aufgrund seines niedrigen ballistischen Koeffizienten verlor der Schaumstoff unmittelbar nach der Ablösung von der Außenstufe an Geschwindigkeit, und der Orbiter prallte gegen den langsameren Schaumstoff. ^{[ 6 ] : 60} Weder die Missionsleitung noch das Bodenpersonal bemerkten den Aufprall der Trümmerteile. ^{[ 6 ] : 140} Die Feststoffraketen trennten sich 2 Minuten und 7 Sekunden nach dem Start vom Außenbordmodul (ET) , gefolgt von der Trennung des ET vom Orbiter 8 Minuten und 30 Sekunden nach dem Start. ^{[ 6 ] : 35} Die Trennung des ET wurde von Anderson fotografiert und von Brown aufgezeichnet, jedoch wurde das Zweibein mit dem fehlenden Schaumstoff nicht dokumentiert. ^{[ 6 ] : 148} Nach 43 Minuten erreichte Columbia planmäßig die Umlaufbahn. ^{[ 6 ] : 35}         

Nachdem die Columbia in die Umlaufbahn eingetreten war, führte die NASA Intercenter Photo Working Group eine routinemäßige Überprüfung der Startvideos durch. Die Analysten der Gruppe bemerkten den Trümmereinschlag erst am zweiten Missionstag. Keine der Kameras, die den Start aufgezeichnet hatten, zeigte den Einschlag der Trümmer am Flügel klar, sodass die Gruppe das Ausmaß der Schäden am Orbiter nicht bestimmen konnte. Der Vorsitzende der Gruppe kontaktierte Wayne Hale , den Shuttle-Programmmanager für Startintegration, um Bilder des Columbia - Flügels aus dem Orbit anzufordern und so den Schaden zu beurteilen. Nach der Benachrichtigung über den Trümmereinschlag gründeten Ingenieure der NASA, der United Space Alliance und von Boeing das Debris Assessment Team und begannen mit der Schadensermittlung am Orbiter. ^{[ 6 ] : 140, 143} Die Intercenter Photo Working Group vermutete, dass die Hitzeschutzkacheln des Orbiters beschädigt worden sein könnten; die NASA-Programmmanager waren weniger besorgt über die Gefahr durch den Trümmereinschlag. ^{[ 6 ] : 141}

Boeing analysts attempted to model the damage caused to the orbiter's TPS from the foam strike. The software models predicted damage that was deeper than the thickness of the TPS tiles, indicating that the orbiter's aluminum skin would be unprotected in that area. The Debris Assessment Team dismissed this conclusion as inaccurate, because of previous instances of predictions of damage greater than the actual damage. Further modeling specific to the RCC panels used software calibrated to predict damage caused by falling ice. The software predicted only one of 15 scenarios that ice would cause damage, leading the Debris Assessment Team to conclude there was minimal damage due to the lower density of foam to ice.^{[6]: 143–145}

To assess the possible damage to Columbia's wing, members of the Debris Assessment Team made multiple requests to get imagery of the orbiter from the Department of Defense (DoD). Imagery requests were channeled through both the DoD Manned Space Flight Support Office and the Johnson Space Center Engineering Directorate.^{[6]: 150–151} Hale coordinated the request through a DoD representative at KSC. The request was relayed to the US Strategic Command (USSTRATCOM), which began identifying imaging assets that could observe the orbiter. The imagery request was soon rescinded by NASA Mission Management Team Chair Linda Ham after she investigated the origin of it. She had consulted with Flight Director Phil Engelauf and members of the Mission Management Team, who stated that they did not have a requirement for imagery of Columbia. Ham did not consult with the Debris Assessment Team, and cancelled the imagery request on the basis that it had not been made through official channels.^{[6]: 152–153} Maneuvering the orbiter to allow its left wing to be imaged would have interrupted ongoing science operations, and Ham dismissed the DoD imaging capabilities as insufficient to assess damage to the orbiter.^{[6]: 153–154} Following the rejection of their imagery request, the Debris Assessment Team did not make further requests for the orbiter to be imaged.^{[6]: 157}

Während des gesamten Fluges waren die Mitglieder des Missionsmanagementteams weniger besorgt über das potenzielle Risiko eines Trümmeraufpralls als das Team zur Trümmerbewertung. Der Verlust des Zweibeinstativschaums bei STS-107 wurde mit früheren Schaumstoffaufprallereignissen verglichen, bei denen keines zum Verlust eines Orbiters oder einer Besatzung geführt hatte. Ham, der als Integrationsmanager für STS-114 vorgesehen war , befürchtete mögliche Verzögerungen durch einen Schaumstoffverlust. ^{[ 6 ] : 147–148} Auch in der Kommunikation mit der Besatzung spielte das Missionsmanagement das Risiko eines Trümmeraufpralls herunter. ^{[ 6 ] : 161} Am 23. Januar informierte Flugdirektor Steve Stich Husband und McCool per E-Mail über den Schaumstoffaufprall und teilte ihnen mit, dass kein Grund zur Sorge hinsichtlich einer Beschädigung des Hitzeschutzsystems bestehe, da Schaumstoffaufpralle bereits bei früheren Flügen vorgekommen seien. ^{[ 6 ] : 159}

Während des Aufstiegs nach etwa 80 Sekunden zeigte die Fotoanalyse, dass sich Trümmerteile im Bereich des -Y ET-Bipod-Befestigungspunkts lösten und anschließend auf den linken Flügel des Orbiters im Übergangsbereich zwischen Flügelkante und Hauptflügel aufprallten, wodurch ein Schauer kleinerer Partikel entstand. Der Aufprall erfolgte offenbar ausschließlich auf der Flügelunterseite; es wurden keine Partikel beobachtet, die über die Flügeloberseite gelangten. Experten haben die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen ausgewertet und es besteht keine Gefahr einer Beschädigung der Oberflächenbeschichtung oder der Hitzeschutzkacheln. Dieses Phänomen wurde bereits bei mehreren anderen Flügen beobachtet, und es besteht keinerlei Gefahr eines Wiedereintritts in die Atmosphäre. ^{[ 6 ] : 159}

Der Besatzung wurde außerdem ein fünfzehnsekündiges Video des Trümmereinschlags zur Vorbereitung einer Pressekonferenz zugesandt, ihr wurde jedoch versichert, dass keine Sicherheitsbedenken bestünden. ^{[ 6 ] : 161}

Am 26. Januar kam das Trümmerbewertungsteam zu dem Schluss, dass der Trümmeraufprall keine Sicherheitsbedenken aufwarf. Der Bericht des Teams kritisierte das Missionsmanagementteam dafür, dass es vor Abschluss der Untersuchung des Trümmerbewertungsteams behauptet hatte, es bestünden keine Sicherheitsbedenken. ^{[ 6 ] : 164} Am 29. Januar stimmte William Readdy , der stellvertretende Leiter der Raumfahrtabteilung des Verteidigungsministeriums, der Bildgebung des Orbiters durch das Verteidigungsministerium zu, jedoch unter der Bedingung, dass dies den Flugbetrieb nicht beeinträchtigen würde; letztendlich wurde der Orbiter während des Fluges nicht vom Verteidigungsministerium gefilmt. In einer Sitzung des Missionsmanagementteams am 31. Januar, dem Tag vor dem Wiedereintritt der Columbia in die Atmosphäre, äußerte das Startintegrationsbüro Hams Absicht, die Bordaufnahmen zu sichten, um den fehlenden Schaumstoff zu identifizieren; Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Besatzung wurden jedoch nicht erörtert. ^{[ 6 ] : 166}

Columbia was scheduled to reenter the atmosphere and land on February 1, 2003. At 3:30 am EST the Entry Flight Control Team started its shift at the Mission Control Center.^{[6]: 38} On board the orbiter, the crew stowed loose items and prepared their equipment for reentry.^{[15]: 1.5}

At 45 minutes before the deorbit burn,^{[note 2]} Husband and McCool began working through the entry checklist.^{[15]: 1.6} At 8:10 am the Capsule Communicator (CAPCOM), Charlie Hobaugh,^[16] informed the crew that they were approved to conduct the deorbit burn. At 8:15:30 the crew successfully executed the deorbit burn, which lasted 2 minutes and 38 seconds. At 8:44:09 Columbia reentered the atmosphere at an altitude of 400,000 feet (120 km), a point named entry interface. The damage to the TPS on the orbiter's left wing allowed hot air to enter and begin melting the aluminum structure.^{[6]: 9} Four and a half minutes after entry interface, a sensor began recording greater-than-normal amounts of strain on the left wing; the sensor's data was recorded to internal storage and not transmitted to the crew or ground controllers.^{[6]: 38} The orbiter began to turn (yaw) to the left as a result of the increased drag on the left wing, but this was not noticed by the crew or mission control because of corrections from the orbiter's flight control system.^{[15]: 1.8} This was followed by sensors in the left wheel well reporting a rise in temperature.^{[15]: 1.10}

Um 8:53:46 Uhr überflog die Columbia die kalifornische Küste. Sie flog mit Mach  23 in einer Höhe von 70,6 km (231.600 Fuß), und die Temperatur ihrer Flügelvorderkanten wurde auf 1.540 °C (2.800 °F) geschätzt. ^{[ 6 ] : 38} Kurz nach dem Eintritt in den kalifornischen Luftraum verlor der Orbiter mehrere Trümmerteile. Dies wurde am Boden als plötzliche Helligkeitszunahme in der Luft um den Orbiter herum beobachtet. Der Offizier des MMACS  meldete um 8:54:24 Uhr , dass die Hydrauliksensoren im linken Flügel Messwerte unterhalb der minimalen Erfassungsschwellenwerte der Sensoren aufwiesen . Die Columbia setzte ihren Wiedereintritt fort und flog über Utah , Arizona , New Mexico und Texas , wo Beobachter weitere Anzeichen für abgeworfene Trümmerteile meldeten. ^{[ 6 ] : 39}

Um 8:58:03 Uhr änderte sich die Querrudertrimmung des Orbiters aufgrund des erhöhten Luftwiderstands durch die Beschädigung des linken Flügels gegenüber den vorhergesagten Werten. Um 8:58:21 Uhr verlor der Orbiter eine Hitzeschutzkachel, die später in Littlefield, Texas , landete und das westlichste geborgene Trümmerteil darstellte. ^{[ 15 ] : 1.12} Die Besatzung erhielt um 8:58:39 Uhr erstmals einen Hinweis auf ein Problem, als der Monitor der Backup-Flugsoftware Fehlermeldungen über einen Druckverlust in den Reifen des linken Fahrwerks anzeigte. Pilot und Kommandant erhielten daraufhin Meldungen, dass der Status des linken Fahrwerks unbekannt war, da verschiedene Sensoren meldeten, dass das Fahrwerk ausgefahren und verriegelt oder eingefahren war. ^{[ 15 ] : 1.13} Der Luftwiderstand des linken Flügels führte weiterhin zu einem Gieren des Orbiters nach links, bis dies nicht mehr durch die Querrudertrimmung korrigiert werden konnte. Die Triebwerke des Lageregelungssystems (RCS) des Orbiters begannen kontinuierlich zu zünden, um seine Ausrichtung zu korrigieren. ^{[ 15 ] : 1.14}

Der Signalverlust (LOS) zur Columbia erfolgte um 8:59:32 Uhr. Die Missionskontrolle empfing ab diesem Zeitpunkt keine Informationen mehr vom Orbiter, und Husbands letzter Funkspruch „Roger, äh  …“ wurde mitten in der Übertragung abgebrochen. ^{[ 6 ] : 39 [ 15 ] : 1.14} Aufgrund eines Kabelbruchs wurde einer der Kanäle im Flugsteuerungssystem überbrückt, und im Cockpit ertönte ein Hauptalarm. ^{[ 15 ] : 1.15} Der Kontrollverlust über den Orbiter begann schätzungsweise einige Sekunden später mit einem Verlust des Hydraulikdrucks und einem unkontrollierten Aufbäumen . ^{[ 15 ] : 1.16} Der Orbiter flog daraufhin auf einer ballistischen Flugbahn , die deutlich steiler war und einen höheren Luftwiderstand aufwies als die vorherige Gleitflugbahn. ^{[ 15 ] : 1.17} Der Orbiter, der noch immer mit über Mach 15 flog, geriet in eine flache Rotation mit 30° bis 40° pro Sekunde. Die Beschleunigung, der die Besatzung ausgesetzt war, erhöhte sich von etwa 0,8 g auf 3  g, was wahrscheinlich Schwindel und Desorientierung, aber keine Handlungsunfähigkeit verursacht hätte. ^{[ 15 ] : 1.18} Der Autopilot wurde um 9:00:03 Uhr auf manuelle Steuerung umgeschaltet und wieder in den Automatikmodus zurückgesetzt; dies hätte die Eingabe von Husband oder McCool erfordert, was darauf hindeutet, dass sie zu diesem Zeitpunkt noch bei Bewusstsein und handlungsfähig waren. Der gesamte Hydraulikdruck war ausgefallen, und McCools letzte Schalterkonfigurationen deuten darauf hin, dass er versucht hatte, die Hydrauliksysteme irgendwann nach 9:00:05 Uhr wiederherzustellen. ^{[ 15 ] : 1.20}

Um 9:00:18 Uhr begann der Orbiter katastrophal auseinanderzubrechen, und die Datenaufzeichnung an Bord brach kurz darauf vollständig ab. ^{[ 15 ] : 1.20} Bodenbeobachter stellten einen plötzlichen Anstieg der Trümmer fest, und alle Bordsysteme fielen aus. Um 9:00:25 Uhr hatten sich Vorder- und Hinterteil des Orbiters voneinander getrennt. ^{[ 15 ] : 1.21} Durch den plötzlichen Ruck kollidierte die Kabine mit der Innenwand des Rumpfes, was um 9:00:35 Uhr zu einem Druckabfall in der Kabine führte. ^{[ 15 ] : 1.22} Die Teile des Orbiters zerbrachen weiter in immer kleinere Teile und waren innerhalb einer Minute nach dem Auseinanderbrechen zu klein, um von bodengestützten Videos erfasst zu werden. Einem NASA-Bericht zufolge waren um 9:35 Uhr alle Besatzungsmitglieder und der Großteil der Trümmer auf dem Boden aufgeschlagen. ^{[ 15 ] : 1.77}

Der Signalverlust ereignete sich zu einem Zeitpunkt, als das Flugkontrollteam mit kurzzeitigen Kommunikationsausfällen rechnete, da der Orbiter die Kommunikation über den westlichen Tracking- und Datenrelaissatelliten (TDRS) eingestellt hatte. Die Mitarbeiter der Missionskontrolle waren sich des Auseinanderbrechens im Flug nicht bewusst und versuchten weiterhin, den Kontakt zum Orbiter wiederherzustellen. ^{[ 6 ] :43} Gegen 9:12:39 Uhr, als die Columbia ihre letzten Landemanöver hätte durchführen sollen, erhielt ein Mitglied der Missionskontrolle einen Anruf bezüglich der Berichterstattung über das Auseinanderbrechen des Orbiters. Diese Information wurde umgehend an den Leiter des Wiedereintrittsfluges, LeRoy Cain , weitergeleitet, der Notfallmaßnahmen einleitete. ^{[ 6 ] :44} Im Kennedy Space Center (KSC), wo die Columbia um 9:16 Uhr landen sollte, leitete der NASA-Vizedirektor und ehemalige Astronaut William Readdy ebenfalls Notfallmaßnahmen ein, nachdem die Landung des Orbiters nicht wie geplant verlaufen war. ^{[ 17 ] :5}

Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre kamen alle sieben Besatzungsmitglieder von STS-107 ums Leben, der genaue Todeszeitpunkt konnte jedoch nicht ermittelt werden. Die Beschleunigung, der sie beim Auseinanderbrechen der Kapsel ausgesetzt waren, war nicht tödlich. ^{[ 6 ] : 77} Das erste lebensbedrohliche Ereignis für die Besatzung war die Druckentlastung der Kapsel. Die Geschwindigkeit und der genaue Zeitpunkt der vollständigen Druckentlastung konnten nicht bestimmt werden, sie erfolgte jedoch spätestens um 9:00:59 Uhr und wahrscheinlich deutlich früher. Die Überreste der Besatzungsmitglieder wiesen darauf hin, dass alle die Druckentlastung erlebt hatten. Die Helme der Astronauten verfügen über ein Visier, das, wenn es geschlossen ist, die Besatzung vorübergehend vor Druckentlastung schützen kann. Keines der Besatzungsmitglieder hatte sein Visier geschlossen, eines trug keinen Helm und drei trugen keine Druckanzughandschuhe; dies deutet darauf hin, dass die Druckentlastung schnell eintrat, bevor sie Schutzmaßnahmen ergreifen konnten. Sie wurden innerhalb von Sekunden bewusstlos oder tot, und die Gewebeschäden waren so schwerwiegend, dass sie selbst bei Wiederherstellung des Kabinendrucks nicht wieder zu Bewusstsein gekommen wären. ^{[ 15 ] : 1,24 [ 18 ] : 89, 103}

Während und nach dem Auseinanderbrechen der Besatzungskapsel erfuhr die Besatzung, ob bewusstlos oder tot, eine Rotation um alle drei Achsen. Die Schultergurte der Astronauten konnten Verletzungen des Oberkörpers nicht verhindern, da das Aufrollsystem nicht ausreichend zurückzog, um sie zu sichern. Sie waren somit nur noch durch die Beckengurte gesichert. Die Helme passten sich nicht optimal an die Köpfe der Besatzungsmitglieder an, wodurch Kopfverletzungen im Inneren des Helms entstehen konnten. Der Nackenring des Helms könnte zudem als Drehpunkt gewirkt und Wirbelsäulen- und Nackenverletzungen verursacht haben. Die physischen Traumata, denen die Astronauten aufgrund ihrer Unfähigkeit, sich gegen solche Verletzungen zu stemmen, ausgesetzt waren, könnten ebenfalls zu ihrem Tod geführt haben. ^{[ 15 ] : 1,25 [ 18 ] : 103–105}

Die Astronauten erlitten vermutlich auch erhebliche thermische Traumata. Heißes Gas drang in das sich auflösende Besatzungsmodul ein und verbrannte die Besatzungsmitglieder, deren Körper noch teilweise durch ihre ACES-Anzüge geschützt waren . Nach dem Auseinanderbrechen des Moduls waren die Astronauten einem heftigen Windstoß und möglicherweise einer Druckwelle ausgesetzt, die ihnen die Anzüge vom Körper riss. Die Überreste der Besatzung waren beim Absturz vom Orbiter heißem Gas und geschmolzenem Metall ausgesetzt. ^{[ 18 ] : 106–108}

Nach der Trennung vom Besatzungsmodul gerieten die Körper der Besatzungsmitglieder in eine Umgebung mit nahezu keinem Sauerstoff, sehr niedrigem Luftdruck und sowohl hohen Temperaturen aufgrund der Verzögerung als auch extrem niedrigen Umgebungstemperaturen. ^{[ 18 ] : 93} Ihre Körper schlugen mit tödlicher Wucht auf dem Boden auf. ^{[ 15 ] : 1,29}

Um 14:04 Uhr EST (19:04 Uhr UTC) sagte Präsident George W. Bush in einer Fernsehansprache an die Nation: „Meine amerikanischen Mitbürger, dieser Tag hat unserem Land schreckliche Nachrichten und große Trauer gebracht. Um 9:00 Uhr heute Morgen verlor die Missionskontrolle in Houston den Kontakt zu unserer Raumfähre Columbia . Kurze Zeit später wurden Trümmerteile beobachtet, die über Texas vom Himmel fielen. Die Columbia ist verloren; es gibt keine Überlebenden.“ ^{[ 19 ]}

Nach dem Auseinanderbrechen des Orbiters gingen bei den Strafverfolgungsbehörden im Osten von Texas Meldungen über eine Explosion und herabfallende Trümmer ein. ^{[ 17 ] :59} Die Astronauten Mark Kelly und Gregory Johnson flogen mit einem Hubschrauber der US-Küstenwache von Houston nach Nacogdoches , ^{[ 17 ] :61} und Jim Wetherbee fuhr mit einem Astronautenteam nach Lufkin , um bei den Bergungsarbeiten zu helfen. ^{[ 17 ] :61} Trümmer wurden von Osttexas bis in den Süden von Louisiana gemeldet. ^{[ 17 ] :96} Bergungsteams und lokale Freiwillige suchten nach Trümmerteilen und identifizierten diese. ^{[ 17 ] :93}

Am ersten Tag des Unglücks begannen die Suchmannschaften, Überreste der Astronauten zu bergen. ^{[ 17 ] : 98} Innerhalb von drei Tagen nach dem Absturz waren Überreste von allen Besatzungsmitgliedern geborgen worden. ^{[ 17 ] : 117} Diese Bergungen erfolgten entlang einer Linie südlich von Hemphill, Texas , und westlich des Toledo-Bend-Stausees . ^{[ 17 ] : 123} Die letzte Leiche eines Besatzungsmitglieds wurde am 11. Februar geborgen. ^{[ 17 ] : 131} Die sterblichen Überreste der Besatzung wurden zum Armed Forces Institute of Pathology im Walter-Reed-Militärkrankenhaus in Washington, D.C., gebracht.

Unmittelbar nach der Katastrophe entsandte die Nationalgarde von Texas 300 Mitglieder zur Unterstützung der Sicherheits- und Bergungsarbeiten, und das Küstenwachen- Einsatzteam für den Golf von Mexiko wurde mit der Bergung gefährlicher Trümmer beauftragt. ^{[ 17 ] : 104} In den folgenden Tagen weitete sich die Suche auf Hunderte von Personen der Umweltschutzbehörde (EPA) , des US-Forstdienstes (US Forest Service) , der Civil Air Patrol sowie von Sicherheitsbehörden aus Texas und Louisiana und lokalen Freiwilligen aus. ^{[ 17 ] : 119} In den Monaten nach der Katastrophe fand die größte jemals organisierte Bodensuchaktion statt. ^{[ 20 ]} NASA-Beamte warnten vor den Gefahren beim Umgang mit Trümmern, da diese mit Treibstoffen kontaminiert sein könnten. ^{[ 18 ] : 145 [ 21 ]}

Kurz nach dem Unglück versuchten einige Personen, Columbia- Trümmer im Internet zu verkaufen , unter anderem auf der Online-Auktionsplattform eBay . NASA-Beamte kritisierten diese Bemühungen, da die Trümmer NASA-Eigentum waren und für die Untersuchung benötigt wurden. ^{[ 22 ]} Es wurde eine dreitägige Amnestiefrist für geborgene Trümmerteile des Orbiters eingeräumt. ^{[ 23 ]} Während dieser Zeit meldeten sich etwa 20 Personen bei der NASA, um Trümmerteile zurückzugeben, darunter auch Trümmer der Challenger- Katastrophe. ^{[ 18 ] : 118–119 [ 17 ] : 156} Nach Ablauf der Amnestiefrist wurden mehrere Personen wegen illegaler Plünderung und Besitzes von Trümmerteilen festgenommen. ^{[ 24 ]}

Der Flugdatenschreiber der Columbia wurde am 19. März 2003 in der Nähe von Hemphill, Texas, 121 km südöstlich von Nacogdoches, gefunden. ^{[ 25 ]} Die Columbia war der erste Orbiter und verfügte über einen einzigartigen OEX-Flugdatenschreiber (Orbiter Experiments), der während der Testflüge Leistungsdaten des Raumfahrzeugs aufzeichnete. Der Schreiber verblieb nach Abschluss der ersten Shuttle-Testflüge in der Columbia und begann 15 Minuten vor dem Wiedereintritt mit der Aufzeichnung. Das Band wurde beim Absturz beschädigt, doch könnten zuvor Daten der Orbitersensoren aufgezeichnet worden sein. ^{[ 17 ] : 187–189 [ 26 ]} Einige Tage später wurde das Band zur Untersuchung und Reinigung an die Imation Corporation geschickt . Am 25. März wurde das OEX-Band an das KSC (Kentucky Space Center) übermittelt, wo es kopiert und analysiert wurde. ^{[ 17 ] : 190}

Am 27. März stürzte ein Hubschrauber vom Typ Bell 407 , der bei der Suche nach Trümmerteilen eingesetzt wurde, aufgrund eines technischen Defekts im Angelina National Forest ab . Bei dem Absturz kamen der Pilot Jules F. Mier Jr. und der Luftfahrtspezialist des Texas Forest Service , Charles Krenek, ums Leben; drei weitere Besatzungsmitglieder wurden verletzt. ^{[ 6 ] : 46 [ 27 ]}

Eine Gruppe von Caenorhabditis elegans -Würmern, die in Aluminiumbehältern eingeschlossen waren, überlebte den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und den Aufprall auf den Boden und wurde Wochen nach der Katastrophe geborgen. ^{[ 28 ]} Die Kultur, die Teil eines Experiments zur Erforschung ihres Wachstums bei der Aufnahme synthetischer Nährstoffe war, war am 28. April 2003 noch am Leben. ^{[ 29 ]}

Die NASA-Leitung wählte den Hangar für wiederverwendbare Trägerraketen am Kennedy Space Center (KSC) für die Rekonstruktion der geborgenen Columbia- Wrackteile. NASA- Startdirektor Michael Leinbach leitete das Rekonstruktionsteam, dem Ingenieure und Techniker der Columbia angehörten . Die Trümmer wurden in Form des Orbiters auf dem Hangarboden ausgelegt, um den Ermittlern die Suche nach Schadensmustern zu ermöglichen, die auf die Ursache der Katastrophe hinwiesen. ^{[ 17 ] : 206–207} Astronautin Pamela Melroy wurde mit der Leitung des sechsköpfigen Teams beauftragt, das die Besatzungskabine rekonstruierte. Zu diesem Team gehörte auch die Astronautin Marsha Ivins . ^{[ 17 ] : 210–211}

Die geborgenen Trümmerteile wurden vom Einsatzort zum Kennedy Space Center (KSC) transportiert, dort entladen und auf Verunreinigungen durch toxische hypergole Treibstoffe untersucht . Jedes Trümmerteil erhielt eine Identifikationsnummer und ein Etikett mit den Fundkoordinaten. Mitarbeiter fotografierten und katalogisierten jedes Trümmerteil. ^{[ 17 ] : 217} Die aus dem Inneren des Orbiters geborgenen Trümmer wurden in einem separaten Bereich gelagert, da sie nicht als Unfallursache galten. ^{[ 17 ] : 209–210} Die NASA führte eine Fehlerbaumanalyse durch , um die wahrscheinlichen Unfallursachen zu ermitteln, und konzentrierte ihre Untersuchungen auf die Teile des Orbiters, die höchstwahrscheinlich für den Auseinanderbruch im Flug verantwortlich waren. ^{[ 17 ] : 215} Ingenieure im Hangar analysierten die Trümmer, um die Ursache des Auseinanderbrechens des Orbiters zu rekonstruieren. Obwohl die Besatzungskabine nicht als wahrscheinliche Unfallursache galt, setzte sich Melroy erfolgreich für deren Analyse ein, um mehr darüber zu erfahren, wie die Sicherheitssysteme zum Überleben der Besatzung beigetragen hatten bzw. versagt hatten. ^{[ 17 ] : 224–225} Die Hitzeschutzkacheln am linken Flügel wurden untersucht, um die Art der aufgetretenen Verbrennungs- und Schmelzprozesse zu bestimmen. Die Beschädigungen an den Trümmern deuteten darauf hin, dass der Defekt an der Flügelvorderkante begann und heißes Gas das Hitzeschutzsystem des Orbiters passieren ließ. ^{[ 17 ] : 232}

Die Suche nach den Trümmerteilen der Columbia wurde im Mai abgeschlossen. ^{[ 17 ] : 203} Es wurden etwa 83.900 Trümmerteile mit einem Gesamtgewicht von 38.500 kg (84.900 Pfund) geborgen, was etwa 38 Prozent des Gesamtgewichts des Orbiters entsprach. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des CAIB-Berichts waren etwa 40.000 der geborgenen Trümmerteile noch nicht identifiziert. ^{[ 30 ] : 1} Sämtliche geborgenen, nicht-menschlichen Columbia- Trümmerteile wurden in ungenutzten Büroräumen des Vehicle Assembly Building gelagert , mit Ausnahme von Teilen der Besatzungskabine, die separat aufbewahrt wurden. ^{[ 31 ]} Nach Abschluss der Rekonstruktionsarbeiten galten nur noch 720 Teile als unbekannt. ^{[ 17 ] : 218}

Im Juli 2011 legte der durch eine Dürre verursachte niedrige Wasserstand im Lake Nacogdoches ein etwa 1,2 Meter großes Trümmerteil frei . Die NASA identifizierte das Teil als einen Reaktorbehälter zur Speicherung und Verteilung von Energiereaktanten. ^{[ 32 ]}

Etwa neunzig Minuten nach dem Unglück berief NASA-Administrator Sean O'Keefe das Columbia Accident Investigation Board (CAIB) ein , um die Ursache zu ermitteln. ^{[ 6 ] : 231 [ 33 ]} Den Vorsitz führte der pensionierte US-Marineadmiral Harold W. Gehman Jr., dem sowohl militärische als auch zivile Analysten angehörten. Das CAIB bestand zunächst aus acht Mitgliedern, darunter Gehman, und wurde bis März auf 13 Mitglieder erweitert. Die CAIB-Mitglieder wurden am Tag des Unglücks bis Mittag benachrichtigt und nahmen noch am selben Abend an einer Telefonkonferenz teil. Am folgenden Tag reisten sie zur Barksdale Air Force Base, um mit den Ermittlungen zu beginnen. Zunächst besichtigten die CAIB-Mitglieder die Trümmerfelder und bezogen anschließend ihre Arbeitsräume im Johnson Space Center (JSC). Das CAIB bildete vier Teams, die das NASA-Management und die Programmsicherheit, die NASA-Ausbildung und die Abläufe der Besatzung, die technischen Aspekte des Unglücks sowie den Einfluss der NASA-Kultur auf das Space-Shuttle-Programm untersuchten. Diese Teams arbeiteten zusammen und stellten weiteres Personal zur Unterstützung der Ermittlungen ein. ^{[ 6 ] : 231–232} Die CAIB arbeitete parallel zu den Rekonstruktionsbemühungen, um die Unfallursache zu ermitteln, und befragte Mitglieder des Space-Shuttle-Programms, darunter auch solche, die an STS-107 beteiligt gewesen waren. ^{[ 6 ] : 234–235} Die CAIB führte von März bis Juni öffentliche Anhörungen durch ^{[ 6 ] : 237–238} und veröffentlichte ihren Abschlussbericht im August 2003. ^{[ 6 ] : 2}

Nach Auswertung der Sensordaten hielt das CAIB Beschädigungen am linken Flügel für eine wahrscheinliche Ursache der Zerstörung der Columbia . Eine Untersuchung der geborgenen Trümmerteile ergab Unterschiede in der Hitzeschädigung beider Flügel. RCC-Platten des linken Flügels wurden im westlichen Teil des Trümmerfelds gefunden, was darauf hindeutet, dass dieser zuerst abgeworfen wurde, bevor der Rest des Orbiters zerbrach. ^{[ 6 ] : 73–74} Röntgen- und chemische Analysen der RCC-Platten zeigten, dass die höchsten Schlackenablagerungen in den Kacheln des linken Flügels vorhanden waren. ^{[ 6 ] : 75–76} Im Southwest Research Institute wurden Aufpralltests durchgeführt . Dabei wurde eine mit Stickstoff betriebene Kanone verwendet, um ein Projektil aus demselben Material wie der Schaumstoff des ET-Zweibeins abzufeuern. Platten der Enterprise , Discovery und Atlantis dienten dazu, die Wirkung der Projektile auf die RCC-Platten zu bestimmen. ^{[ 6 ] : 79–80} Ein Test an RCC-Panel 8, das von der Atlantis stammte , stimmte am ehesten mit den an der Columbia beobachteten Schäden überein , was darauf hindeutet, dass dieses beschädigte Panel zum Auseinanderbrechen in der Luft geführt hatte. ^{[ 6 ] : 82–83}  

Das CAIB kritisierte die Organisationskultur der NASA und verglich ihren aktuellen Zustand mit dem der NASA vor der Challenger- Katastrophe. ^{[ 6 ] : 99} Es kam zu dem Schluss, dass die NASA unter Budgetbeschränkungen litt, aber dennoch ein hohes Niveau an Starts und Operationen aufrechterhalten wollte. ^{[ 6 ] : 100} Die Betriebskosten des Programms wurden von 1991 bis 1994 um 21 % gesenkt, ^{[ 6 ] : 107} trotz einer geplanten Erhöhung der jährlichen Flugrate für die Montage der Internationalen Raumstation. ^{[ 6 ] : 114} Trotz einer Vorgeschichte von Schaumstoffkollisionen betrachtete das NASA-Management das potenzielle Risiko für die Astronauten nicht als sicherheitsrelevantes Problem. ^{[ 6 ] : 126} Das CAIB stellte fest, dass das Fehlen eines Sicherheitsprogramms zu der mangelnden Besorgnis über Schaumstoffkollisionen führte. ^{[ 6 ] : 177} Das Gremium stellte fest, dass der NASA die geeigneten Kommunikations- und Integrationskanäle fehlten, um Probleme zu besprechen und effektiv weiterzuleiten und zu lösen. ^{[ 6 ] : 187} Dieses Risiko wurde durch den Druck, den Zeitplan für den Bau der ISS einzuhalten, noch verstärkt. ^{[ 6 ] : 198}

In ihrem Bericht erörterte die CAIB mögliche Optionen, die die Besatzung der Columbia hätten retten können . ^{[ 34 ]} Sie kam zu dem Schluss, dass die Mission auf maximal 30 Tage (bis zum 15. Februar) hätte verlängert werden können. Danach wären die Lithiumhydroxid -Kanister zur Kohlendioxidabscheidung aufgebraucht gewesen. ^{[ 6 ] : 173} Bei der Mission STS-107 führte die Columbia den Extended Duration Orbiter mit, der die Sauerstoff- und Wasserstoffversorgung erhöhte. ^{[ 35 ] : 398} Um die Missionsdauer zu maximieren, wären nicht essentielle Systeme abgeschaltet worden, ^{[ 35 ] : 399} und die Tiere im Spacehab- Modul eingeschläfert worden. ^{[ 35 ] : 397}

Zum Zeitpunkt des Starts von STS-107 befand sich die Atlantis in Vorbereitung auf den Start von STS-114 am 1. März 2003. Hätte die NASA-Leitung beschlossen, eine Rettungsmission durchzuführen, hätte ein beschleunigtes Verfahren eingeleitet werden können, um die Atlantis als Rettungsfahrzeug zu starten. Einige Tests vor dem Start wären entfallen, um einen pünktlichen Start zu ermöglichen. Die Atlantis wäre mit zusätzlicher Ausrüstung für Außenbordeinsätze und einer minimal erforderlichen Besatzung gestartet. Sie hätte sich mit der Columbia getroffen , und die Besatzung von STS-107 hätte Außenbordeinsätze durchgeführt, um zur Atlantis zu wechseln . Die Columbia wäre ferngesteuert deorbitiert und im Pazifik versenkt worden, da eine kontrollierte Landung des Orbiters eine Steuerung an Bord erforderte. ^{[ 35 ] : 400–404}

Die CAIB untersuchte auch die Möglichkeit einer Reparatur des linken Flügels im Orbit. Obwohl sich an Bord der Columbia keine Materialien oder Klebstoffe befanden , die den Wiedereintritt überstanden hätten, prüfte die Kommission die Wirksamkeit des Einbringens von Material aus dem Orbiter, der Kabine oder dem Wasser in das Leck im RCC. Sie kam zu dem Schluss, dass die beste Option darin bestanden hätte, Hitzeschutzkacheln von anderen Stellen des Orbiters zu entnehmen, sie zuzuschneiden und dann in das Leck im RCC einzufüllen. Angesichts der Schwierigkeit einer Reparatur im Orbit und des Risikos einer weiteren Beschädigung der Hitzeschutzkacheln kam die CAIB zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Reparatur im Orbit gering gewesen wäre. ^{[ 35 ] : 405–406}

Das Space-Shuttle-Programm wurde nach dem Verlust der Columbia eingestellt . ^{[ 36 ]} Der weitere Bau der Internationalen Raumstation (ISS) verzögerte sich, da für die Fertigstellung der Station sieben Space-Shuttle-Missionen zur ISS in den Jahren 2003 und 2004 geplant waren. ^{[ 37 ]} Um künftige Schaumstoffeinschläge zu verhindern, wurde die Außenstufe (ET) so umgestaltet, dass der Schaumstoff aus dem Zweibein entfernt wurde. Stattdessen wurden elektrische Heizungen installiert, um Eisbildung im Zweibein aufgrund des kalten flüssigen Sauerstoffs in den Zuleitungen zu verhindern. ^{[ 38 ]} Zusätzliche Heizungen wurden auch entlang der Flüssigsauerstoffleitung installiert, die vom Boden des Tanks bis zum Zwischenstufenbereich verlief. ^{[ 39 ]} Die NASA verbesserte außerdem ihre Bodenbildgebungskapazitäten am Kennedy Space Center, um potenzielle Probleme während des Starts besser zu beobachten und zu überwachen. Die bestehenden Kameras an den Startrampen LC-39A und LC-39B sowie entlang der Küste wurden modernisiert und neun neue Kamerastandorte hinzugefügt. An den Unterseiten der Raumfähren Discovery , Atlantis und Endeavour wurden Kameras angebracht (zuvor hatten nur Columbia und Challenger diese), um digitale Bilder des Außenbordeinsatzes kurz nach dem Start am Boden betrachten zu können. Das vorherige System der Columbia nutzte Film und konnte erst nach der Rückkehr des Orbiters zur Erde übertragen werden. ^{[ 38 ]} Das Orbiter Boom Sensor System, eine Kamera am Ende des Canadarms , wurde hinzugefügt, damit die Besatzung den Orbiter nach Erreichen der Umlaufbahn auf Beschädigungen der Hitzeschutzkacheln untersuchen konnte. ^{[ 40 ] [ 41 ]} Jeder der Flügel des Orbiters war mit 22 Temperatursensoren zur Erkennung von Leckagen beim Wiedereintritt und mit 66 Beschleunigungsmessern zur Erkennung eines Aufpralls ausgestattet. Die Inspektionsverfahren nach der Landung wurden aktualisiert und umfassten nun die Untersuchung der RCC-Paneele mittels Blitzthermografie durch Techniker. ^{[ 40 ]}

Neben den Modernisierungen des Orbiters erarbeitete die NASA Notfallpläne für den Fall, dass eine Mission nicht sicher landen könnte. Der Plan sah vor, dass die gestrandete Mission an die ISS andockt, wo die Besatzung den beschädigten Orbiter inspizieren und versuchen würde, ihn zu reparieren. Sollten die Reparaturen fehlschlagen, würden sie an Bord der ISS bleiben und auf Rettung warten. ^{[ 42 ] : 81} Die Rettungsmission mit der Bezeichnung STS-3xx würde aktiviert und die jeweils nächste Hardware-Version für Orbiter, Außenbordmodul und Feststoffraketen verwenden. Die geplante Startzeit betrug 35 Tage, da dies die Vorbereitungszeit für die Startanlagen war. ^{[ 42 ] : 89–91} Vor dem Eintreffen der Rettungsmission würde die gestrandete Besatzung den beschädigten Orbiter wieder in Betrieb nehmen. Dieser würde ferngesteuert abgekoppelt und zum Absturz gebracht, und seine Trümmer würden im Pazifik landen. ^{[ 42 ] : 62} Die Minimalbesatzung würde starten, an die ISS andocken und einen Tag lang Astronauten und Ausrüstung umsetzen, bevor sie abdocken und landen würde. ^{[ 42 ] : 89–91}

Die erste Mission des Programms „Return to Flight“, STS-114, begann mit dem Start der Discovery am 26. Juli 2005 um 10:39  Uhr (EDT). ^{[ 43 ]} Beim Start lösten sich 16 Schaumstoffteile der Außenbordeinheit (ET), die von NASA-Ermittlern als relevant eingestuft wurden, ^{[ 44 ] :7} darunter ein Teil mit den Maßen ca. 91 × 28 cm (36 × 11 Zoll). ^{[ 44 ] :18} Untersuchungen nach dem Start ergaben keine Hinweise auf Schäden durch den Schaumstoffverlust. Videoaufnahmen der Außenbordeinheit zeigten jedoch, dass sich während des Starts ein kleines Stück der Hitzeschutzkachel des Bugfahrwerks gelöst hatte. ^{[ 45 ]} Nach Erreichen der Umlaufbahn inspizierte die Besatzung die Discovery mit dem Orbiter Boom Sensor System. Am 29. Juli dockte die Discovery an die ISS an und führte vor dem Andocken das erste Rendezvous-Manöver durch , um der ISS-Besatzung die Beobachtung und das Fotografieren der Unterseite des Orbiters zu ermöglichen. ^{[ 46 ]} Am nächsten Tag führten die Astronauten Soichi Noguchi und Stephen Robinson den ersten von drei Außenbordeinsätzen durch . Sie testeten ein Reparaturwerkzeug für Hitzeschutzkacheln, den Emittance Wash Applicator, an absichtlich beschädigten Hitzeschutzkacheln, die in die Nutzlastbucht gebracht worden waren . ^{[ 47 ] :62} Am 3. August führten dieselben Astronauten den dritten Außenbordeinsatz der Mission durch. Dabei stand Robinson auf dem Canadarm2 der ISS und ging zur Unterseite der Discovery , um zwei Lückenfüller zwischen den Kacheln zu entfernen, die sich gelöst hatten. ^{[ 47 ] :63 [ 48 ]} Nach einer Verzögerung aufgrund schlechten Wetters am Kennedy Space Center (KSC) wurde beschlossen, auf der Edwards Air Force Base zu landen . Die Discovery landete am 9. August um 8:11 Uhr (EDT) erfolgreich. ^{[ 43 ] [ 46 ]} Wäre die Discovery nicht sicher landen können, wäre die Besatzung bis zum Einsatz der Atlantis auf der ISS geblieben. ^{[ 49 ]} Aufgrund des Schaumstoffverlusts setzte die NASA die Space-Shuttle-Flotte erneut außer Betrieb. ^{[ 36 ] [ 45 ]} 

Um das Problem des Schaumstoffverlusts bei der zweiten Mission „Return to Flight“ ( STS-121 ) zu beheben, entfernten NASA-Ingenieure die Schaumstofframpe von der Luftlastabdeckung (PAL) der Außenstufe (ET), die bei STS-114 die Quelle des größten Trümmerteils gewesen war. ^{[ 50 ]} Der Start wurde aufgrund von schlechtem Wetter am Kennedy Space Center (KSC) zunächst vom 1. Juli 2006 und dann erneut auf den 2. Juli verschoben. ^{[ 51 ]} Am 3. Juli brach ein Schaumstoffteil von etwa 7,62 × 0,64 cm (3 × 0,25 Zoll) und einem Gewicht von 2,6 g (0,091 Unzen) von der Außenstufe ab. ^{[ 52 ] [ 53 ]} Die Mission startete planmäßig  am 4. Juli um 14:38 Uhr (EDT). ^{[ 54 ]} Nach Erreichen der Umlaufbahn führte die Discovery am 6. Juli Inspektionen ihres Hitzeschutzsystems (TPS) durch und dockte an die ISS an. ^{[ 51 ]} Der Orbiter führte ein 8,5 m langes Kabel für die ferngesteuerte Wartung mit, das die Systeme des Flugdecks mit der Avionik im Mitteldeck verbinden konnte. Dadurch konnte das Raumschiff ferngesteuert gelandet werden, einschließlich der Steuerung des Fahrwerks und der Auslösung des Fallschirms . ^{[ 55 ] [ 56 ]} Am 12. Juli führten die Astronauten Piers Sellers und Michael Fossum einen Außenbordeinsatz (EVA) durch, um das NonOxide Adhesive eXperiment (NOAX) zu testen. Dabei wurde ein Schutzdichtstoff auf Proben beschädigter Hitzeschutzkacheln aufgetragen. ^{[ 47 ] :} Die Discovery koppelte am 14. Juli von der ISS ab und landete  am 17. Juli um 9:14 Uhr sicher im Kennedy Space Center (KSC). ^{[ 51 ]} Wäre die Besatzung im Orbit gestrandet, hätte die NASA geplant, die Atlantis zu starten , um sie von der ISS zu retten. ^{[ 57 ] [ 58 ]}

Im Januar 2004 verkündete Präsident Bush seine Vision für die Weltraumforschung . Demnach sollte die Space-Shuttle-Flotte die ISS vervollständigen und bis 2010 außer Dienst gestellt werden. Sie sollte durch ein neu entwickeltes bemanntes Raumschiff für Reisen zum Mond und Mars ersetzt werden. ^{[ 59 ]} Im selben Jahr sagte NASA-Administrator Sean O’Keefe eine geplante Wartung des Hubble-Weltraumteleskops ab und entschied, dass alle zukünftigen Missionen an der ISS andocken sollten, um die Sicherheit der Besatzung zu gewährleisten. ^{[ 60 ]} Im Jahr 2006 beschloss sein Nachfolger, Michael Griffin , eine weitere Wartungsmission zum Teleskop durchzuführen, STS-125 , die im Mai 2009 stattfand. ^{[ 61 ] [ 62 ]} Die Außerdienststellung des Space Shuttles wurde bis 2011 verschoben, ^{[ 63 ] [ 64 ]} danach wurden bis 2020 keine weiteren bemannten Raumflüge von den Vereinigten Staaten aus durchgeführt. In diesem Jahr beförderte die Crew-Dragon-Mission Demo-2 von SpaceX die NASA-Astronauten Doug Hurley und Robert Behnken erfolgreich zur ISS. ^{[ 65 ]}

Externe Videos
Gedenkgottesdienst für die Shuttle Columbia, National Cathedral, 6. Februar 2003 , C-SPAN

Am 4. Februar 2003 leiteten Präsident Bush und seine Frau Laura im Johnson Space Center eine Gedenkfeier für die Familien der Astronauten . Zwei Tage später hielten Vizepräsident Dick Cheney und seine Frau Lynne eine ähnliche Feier in der Washington National Cathedral ab . Patti LaBelle sang im Rahmen der Feier „Way Up There“. ^{[ 66 ]} Am 7. Februar fand im Kennedy Space Center (KSC) eine weitere Gedenkfeier statt . Robert Crippen , der erste Pilot der Columbia , hielt eine Trauerrede für die Besatzung und würdigte die Columbia selbst. Er hob ihre Leistungen als erster Orbiter und Flaggschiff der NASA hervor, ihren verzweifelten Versuch, die Besatzung der Mission STS-107 zu retten, sowie ihre zahlreichen Missionen im Rahmen der wissenschaftlichen Forschung. ^{[ 17 ] : 155} Am 28. Oktober 2003 wurden die Namen der Besatzung dem Space Mirror Memorial im Besucherzentrum des Kennedy Space Center (KSC) auf Merritt Island, Florida , hinzugefügt, zusammen mit den Namen von 17 weiteren Astronauten und Kosmonauten, die im Dienst ums Leben gekommen sind. ^{[ 67 ]} Am 2. Februar 2004 enthüllte NASA-Administrator O’Keefe ein Denkmal für die Besatzung von STS-107 auf dem Nationalfriedhof Arlington , in der Nähe des Challenger- Denkmals. ^{[ 68 ]} Für jeden Astronauten wurde im Astronaut Memorial Grove der NASA im Johnson Space Center ein Baum gepflanzt, ebenso wie für jeden Astronauten der Apollo-1- und Challenger- Katastrophen. ^{[ 69 ]} Die Ausstellung „Forever Remembered“ im Besucherzentrum des KSC zeigt die Cockpitfensterrahmen der Columbia . ^{[ 70 ]} Im Jahr 2004 verlieh Bush posthum allen 14 Besatzungsmitgliedern, die bei den Challenger- und Columbia- Unglücken ums Leben gekommen waren, die Congressional Space Medal of Honor . ^{[ 71 ]}

Die NASA benannte mehrere Orte zu Ehren der Columbia und ihrer Besatzung. Sieben im Juli 2001 entdeckte Asteroiden wurden nach Astronauten benannt: 51823 Rickhusband , 51824 Mikeanderson , 51825 Davidbrown , 51826 Kalpanachawla, 51827 Laurelclark , 51828 Ilanramon und 51829 Williemccool . ^{[ 72 ]} Auf dem Mars wurde die Landestelle des Rovers Spirit Columbia Memorial Station genannt und mit einer Gedenktafel für die Columbia- Besatzung versehen, die an der Rückseite der Hochleistungsantenne angebracht war. ^{[ 73 ]} Ein Komplex aus sieben Hügeln östlich der Spirit- Landestelle wurde Columbia Hills genannt ; Jeder der sieben Hügel wurde einzeln nach einem Besatzungsmitglied benannt ^{[ 74 ]} , und der Rover erkundete 2005 den Gipfel des Husband Hill ^{[ 75 ]} . Im Jahr 2006 genehmigte die IAU die Benennung von sieben Mondkratern nach den Astronauten ^{[ 76 ] .}

Im Februar 2006 wurde die National Scientific Balloon Facility der NASA in Columbia Scientific Balloon Facility umbenannt . ^{[ 77 ]} Ein 2004 in der Advanced Supercomputing Division der NASA gebauter Supercomputer erhielt den Namen „ Columbia “. ^{[ 78 ]} Der erste Teil des Systems, „ Kalpana “ genannt, wurde Chawla gewidmet, der vor seinem Eintritt in das Space-Shuttle-Programm am Ames Research Center gearbeitet hatte . ^{[ 79 ]} Der erste von der Indian Space Research Organisation (ISRO) gestartete, dedizierte Wettersatellit Metsat-1 wurde am 5. Februar 2003 nach Chawla in Kalpana-1 umbenannt . ^{[ 80 ] [ 81 ]}

Im Jahr 2003 wurde der Flughafen in Amarillo, Texas , der Heimatstadt von Rick Husband, in Rick Husband Amarillo International Airport umbenannt . ^{[ 82 ]} Ein Berggipfel der Sangre de Cristo Range in den Colorado Rockies wurde 2003 in Columbia Point umbenannt . ^{[ 83 ]} Im Oktober 2004 verabschiedeten beide Häuser des US-Kongresses eine Resolution zur Umbenennung des Space Science Learning Center in Downey, Kalifornien , in Columbia Memorial Space Center . Das Zentrum befindet sich auf dem ehemaligen Produktionsgelände der Space Shuttles. ^{[ 84 ] [ 85 ]}

Am 1. April 2003, dem Eröffnungstag der Baseball-Saison, ehrten die Houston Astros die Columbia- Besatzung, indem sieben Angehörige und Freunde der Crew gleichzeitig den ersten Wurf ausführten. Während des Singens der Nationalhymne trugen 107 NASA-Mitarbeiter eine US-Flagge aufs Spielfeld. ^{[ 86 ]} Die Astros trugen das Missionsabzeichen die gesamte Saison über auf ihren Ärmeln . ^{[ 87 ]} Am 1. Februar 2004, dem ersten Jahrestag der Columbia- Katastrophe, begann der Super Bowl XXXVIII im Reliant Stadium in Houston mit einer Hommage an die Columbia -Besatzung . Sänger Josh Groban sang „ You Raise Me Up “, und die Besatzung von STS-114 war anwesend. ^{[ 88 ] [ 89 ]}

Im Jahr 2004 veröffentlichten die beiden Raumfahrtjournalisten Michael Cabbage und William Harwood ihr Buch „ Comm Check: The Final Flight of Shuttle Columbia“ . Es behandelt die Geschichte des Space-Shuttle-Programms und dokumentiert die Bergungs- und Untersuchungsmaßnahmen nach der Katastrophe. ^{[ 90 ]} Michael Leinbach, ein pensionierter Startdirektor des Kennedy Space Center (KSC), der am Tag der Katastrophe im Einsatz war, veröffentlichte 2018 „Bringing Columbia Home: The Untold Story of a Lost Space Shuttle and Her Crew“. Darin schildert er seine persönlichen Erlebnisse während der Katastrophe sowie die Bergungsarbeiten an den Trümmern. ^{[ 17 ] [ 91 ]}

Im Jahr 2004 erschien die Dokumentation „Columbia: The Tragic Loss“ , die das Leben von Ilan Ramon schilderte und die Managementprobleme der NASA beleuchtete, die zu der Katastrophe führten. ^{[ 92 ]} PBS veröffentlichte 2008 die Nova- Dokumentation „ Space Shuttle Disaster“ . Sie enthielt Kommentare von NASA-Beamten und Raumfahrtexperten und erörterte historische Aspekte des Raumschiffs und der NASA. ^{[ 93 ]}

Die schottische Celtic-Rock-Band Runrig veröffentlichte auf ihrem Album „The Story “ den Song „Somewhere“ , der mit einer Funkmitteilung von Laurel Clark endet. Clark, die während ihres Aufenthalts in Schottland ein Fan der Band geworden war, ließ sich am 27. Januar von Runrigs Song „Running to the Light“ wecken. Ihre CD „ The Stamping Ground“ wurde in den Trümmern gefunden und von Clarks Ehemann und Sohn der Band überreicht. ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]}

• Kritik am Space-Shuttle-Programm
• Technische Katastrophen
• Expedition 6
• Liste der Unfälle und Zwischenfälle im Zusammenhang mit der Raumfahrt

•  Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material von Websites oder Dokumenten der National Aeronautics and Space Administration .

• Die NASA-Raumfähre Columbia und ihre Besatzung
• Doppler-Radar-Animation der Trümmer nach dem Auseinanderbrechen
• Rede von Präsident Bush bei der Gedenkfeier (4. Februar 2003)
• Das CBS News Space Reporter's Handbook STS-51L/107 Supplement
• Das 13-minütige Video aus der Crewkabine (mit Untertiteln) endet 4 Minuten vor dem Auseinanderbrechen des Space Shuttles.
• Fotos von geborgenen Trümmerteilen, die im 16. Stock des Fahrzeugmontagegebäudes im KSC gelagert wurden.