为全面进军太空，在阿波罗登月计划还在进行之时，美国就已经决心打造一种更为常规的太空交通运输工具。所谓常规就是考虑具有商业价值且可反复使用的轨道器，采用滑翔方式返航着陆。经过10年的开发，1981年4月12日，哥伦比亚号航天飞机首航成功。1982年11月11日，哥伦比亚号执行首次商业飞行，将两颗通信卫星送入地球同步轨道。之后，挑战者号、发现号和亚特兰蒂斯号航天飞机相继问世，凭借商业发展这一强大的助推器，获得了令人眼花缭乱的进展。不过，猝不及防的事件还是发生了－－挑战者号仅在第10次发射时就凌空爆炸，成为人类20世纪航天史上最著名的悲剧。
1986年1月28日，肯尼迪航天中心39-B发射台上，挑战者号航天飞机迎风而立。佛罗里达地区基本上属于海洋性气候，湿润温和，可是，这几天却出现了罕见的低温，发射台上结了厚厚的一层冰，所有房屋的窗棱上都挂着长长的冰凌，一派北国风光。航天飞机起飞时加速大，振动强烈，必须消除飞机机体、燃料箱和火箭助推器表面的冰，以免碎冰撞伤机体发生意外。为此，已经连续几天推迟了发射时间。美国航空航天局十分注重项目的透明度，总是事先公布航天飞行发射计划，从机组个人情况、具体任务一直到起飞和返航时间，无所不包。由此，尽管一再推迟发射时间，甚至连续出现意外严酷的寒冷天气，都没有降低美国公众的热情；相反，他们翘首以待，万人空巷，准备目睹航天飞机的此次升空。
美国东部标准时间11:38,随着震耳欲聋的轰鸣声，挑战者号带着巨大的主燃料箱，在左右两枚助推火箭的帮助下，腾空而起，无论是现场，还是电视机前，处处掌声雷动，热泪纵横。在现场看台上，还有马里兰州一所中学的学生代表，前来欢送他们的女教师麦考利夫。
1984年11月，航空航天局决定在航天飞机上开设“太空教室”项目，36岁的麦考利夫从1万多名应征教师中脱颖而出，出任第一位太空教员。美国一直努力使科普活动与日常工作相结合，不仅建有拥有大量实物的博物馆，公众还可搭班车前往工作现场参观访问，包括肯尼迪航天中心和体斯顿控制中心，日常工作时间也对外开放，人们可以与工作人员包括宇航员面谈交流。
不过，这次航天飞机刚刚升空就遇上强烈的风切变。风切变是一种垂直下洗气流，形态犹如倒置的龙卷风，突发性极强，作用时间短暂，也是飞机的神秘杀手。自控制系统立刻提高火箭功率，调整喷管角度，努力保持正常轨道，企图克服强烈风切变的迎头打击。可是，现场工作人员忽然感觉不妙－在火箭向下喷射并强烈翻卷着的正常白色烟雾中，出现了一缕淡淡的灰烟，断断续续，而且是侧向喷出的。这就意味着，航天飞机可能出现泄漏。事后从摄影记录胶片上发现，这种泄漏从发射后0. 678秒时，也就是机体刚刚度过应力最大的那一刻已经开始。
发射16秒时，机体按计划翻转，背向下，底朝上，准备迎接最大动压，突破声障。当然，在普通公众眼睛里，火箭助推飞机的上升仍然无比壮观，尽善尽美。然而，58秒时，控制中心发现恶魔开始露头－右火箭助推器尾部接头处爆发出一缕橘色火光，恰好对着主燃料箱这一侧，助推器与主燃料箱的接头密封圈相继融化，推进剂大量外泄；1秒钟后，整个助推器燃烧起来，黑烟滚滚，变成一个巨大的喷灯，强烈地烘烤主燃料箱。火上浇油的是，火箭和航天飞机正处于强烈的风切变中，主燃料箱随着机体一起剧烈摇动····6秒钟后，地面收到火箭助推器燃烧室压力迅速降低的信号；几乎同时，火箭助推器与主燃料箱之间的机械连接断裂解体。仅仅45毫秒后，挑战者航天飞机下部、也就是主发动机附近喷出一大股明亮的火焰，控制中心的人们只能无望地看着那火焰一口就吞噬了航天飞机机体。地面公众的肉眼无法看得如此清晰，只听见从那团激烈旋转喷发着的浓烟中传来一声巨大的闷响，顷刻间，满天都是主燃料箱低温液氧燃料外泄所致的白雾。挑战者号已炸为碎片，只剩下主燃料箱横滚着划过天空·····
爆炸发生时，挑战者号升空仅仅1分13秒，马赫数1. 92,高度14千米。
为避免更大危害，发射升空110秒时，控制中心遥控引爆了两枚已分离的火箭助推器。它们炸成灰粉后，两道灰白色的浓烟一左一右，犹如空中一对巨大的挽联，默默伴随着机组7个无畏的灵魂，在空中久久萦回。
挑战者号失事了！一这一突如其来的巨变，使正在观看实况的公众难以置信，更不敢接受，肯尼迪航天中心现场哭成一片，人们互相搀扶，离开看台。从纽约的联合国安理会到正在法国开会的欧洲议会，全体人员起立，为罹难者默哀。在美国各地，教堂钟声此起彼伏；发射现场的哀悼会上，数万束手电光射向夜空，共同召唤7位英灵；在罹难的女教师家乡，树枝上挂满黄丝带，随风摇曳。
美国组成了由副总桶担任组长的事故调查委员会，确认事故直接原因为火箭助推器密封圈受损和天气过于寒冷。经过长达两年半的全面整顿，详细检讨了设计、制造、使用维护诸方面可能存在的问题，改革了组织管理机构，研制了新的安全保障管理体系，美国才恢复航天飞机飞行。
挑战者号的失事也使载人航天业遭受强烈质疑。一些科学家认为，根本不值得花这么多的钱付出这么大代价去搞载人航天，完全可以把资金投入自动探测领域，即安全又保险。一些社会学者的态度更为激烈，他们认为，航空航天局对高风险的航天飞行所采取的高度透明策略简直是在作秀，也是在给自己保持公众形象方面额外增加压力。寒冷是导致这次事故的主要原因之一。
按预定计划，挑战者号本应在1986年1月23日升空，由于机组培训和部分实验项目尚未完成准备，推迟到当月25日。又因天气连续奇寒、备降场天气不佳等原因，不得不推到次日，然后又推到27日。这一天，从凌晨00:30分，开始对主燃料箱加注燃料；宇航员在早上05:07起床，07:56进入航天飞机。不料，09:10,倒计时检查走到“关门”程序时发现，登舱门铰链故障，居然无法与发射台舷梯分离，只好决定终止倒计时，锯断修理。于是，发射时间又拖到28日。如此一次次地宣布和推迟计划，留下了发射工作的隐患，也造成公众形象方面的被动。
作为美国独家拥有的航天飞机技术，有些工作完全可以做得更保密一些。但航空航天局仍然坚持说服各方，继续保持开放的政策。他们认为，公众的热情和参与程度直接关系到美国航天业的兴旺发达；尽管当场惨败会造成社会压力，甚至各方面的狼狈，但其积极作用仍然远高于负面效应。颜面固然重要，但掩盖不了失败的事实，所谓科学，就应该勇于挑战自我。
事实也是如此，挑战者号在公众面前凌空爆炸后，在美国民众中掀起了更大的爱国热浪，激发了人们勇于献身的精神，报名申请加入宇航员的人数大幅度增加，一时甚至出现人满为患。
此后，美国宣布预定载人航天飞行计划不变，而且追加投资，利用主要富裕备件，打造了第5架航天飞机，并命名为“奋进号”，以示其不屈不挠之心。1992年5月7日，奋进号首航，并成功拯救了一颗发生故障的通信卫星。
互联网时代来临后，航空航天局在自己的网站上为每一次发射任务建立一个专用主页，永久开放，以便公众了解情况。网站内容丰富，公众还可以给宇航员写电子邮件，长期保持联系。当前，该局网站已上载数十万幅地球、太阳系和宇宙星系高清晰度彩色照片，并已免除引用版权，可免费使用，还可在线浏览各类太空飞行和空中实验的视频和音频记录文件。
虽然挑战者号航天飞机发生了爆炸，但这并没有阻挡人们对科学探索的热情和向往，科学就会伴随着牺牲与奉献，而我们人类也在这一步步的牺牲和奉献中，越来越走向完美，这正是科学的精神所在！
