La catastrophe de la navette spatiale Columbia a été un incident mortel dans le programme spatial américain qui s'est produit le 1er février 2003, lorsque la navette spatiale Columbia (OV-102) s'est désintégrée en rentrant dans l'atmosphère, tuant les sept membres d'équipage. La catastrophe était le deuxième des deux accidents mortels du programme de la navette spatiale, après l'éclatement de Challenger en 1986 peu après le décollage.

Lors du lancement de STS-107, un morceau de mousse isolante s'est détaché du réservoir externe de la navette spatiale et a heurté les tuiles du système de protection thermique sur l'aile gauche de l'orbiteur. Une perte de mousse similaire s'était produite lors des lancements précédents de la navette spatiale, causant des dommages allant de mineurs à presque catastrophiques :121 mais certains ingénieurs soupçonnaient que les dommages causés à Columbia étaient plus graves. Avant la rentrée, les responsables de la NASA avaient limité l'enquête, estimant que l'équipage n'aurait pas pu résoudre le problème s'il avait été confirmé. Lorsque Columbia est rentrée dans l'atmosphère de la Terre, les dommages ont permis aux gaz atmosphériques chauds de pénétrer dans le bouclier thermique et de détruire la structure interne de l'aile, ce qui a rendu l'orbiteur instable et s'est brisé. Après la catastrophe, les opérations de vol de la navette spatiale ont été suspendues pendant plus de deux ans, comme ils l'avaient été après la catastrophe du Challenger. La construction de la Station spatiale internationale (ISS) a été suspendue ; la station s'est entièrement appuyée sur la société russe Roscosmos State Space Corporation pour le réapprovisionnement pendant 29 mois jusqu'à la reprise des vols de la navette avec STS-114 et pour la rotation de l'équipage pendant 41 mois jusqu'à STS-121.

La NASA a apporté plusieurs modifications techniques et organisationnelles aux missions suivantes, notamment l'ajout d'une inspection approfondie en orbite pour déterminer dans quelle mesure le système de protection thermique (TPS) de l'orbiteur avait enduré l'ascension, et la tenue d'une mission de sauvetage désignée prête au cas où des dommages irréparables seraient découverts. À l'exception d'une dernière mission pour réparer le télescope spatial Hubble, les missions ultérieures de la navette spatiale n'ont été effectuées que vers l'ISS pour permettre à l'équipage de l'utiliser comme refuge si des dommages à l'orbiteur empêchaient une rentrée en toute sécurité.

Le programme de la navette spatiale était le quatrième programme de vols spatiaux habités mené par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis, qui a effectué le transport de routine de l'équipage et du fret de la Terre à l'orbite de 1981 à 2011. Son nom officiel, Space Transportation System ( STS), a été tiré d'un plan de 1969 pour un système d'engins spatiaux réutilisables dont il était le seul élément financé pour le développement. à huit astronautes et jusqu'à 50 000 lb (23 000 kg) de charge utile en orbite terrestre basse (LEO). Une fois sa mission terminée, l'orbiteur rentrait dans l'atmosphère terrestre et atterrissait comme un planeur au centre spatial Kennedy ou à la base aérienne d'Edwards.

La navette est le seul vaisseau spatial avec équipage ailé à avoir atteint l'orbite et l'atterrissage, et le premier véhicule spatial avec équipage réutilisable qui a effectué plusieurs vols en orbite. Ses missions consistaient à transporter de grandes charges utiles sur diverses orbites, y compris la Station spatiale internationale (ISS), à assurer la rotation de l'équipage pour la station spatiale et à effectuer des missions de service sur le télescope spatial Hubble. L'orbiteur a également récupéré des satellites et d'autres charges utiles (par exemple, de l'ISS) de l'orbite et les a renvoyés sur Terre, bien que son utilisation à ce titre soit rare. Chaque véhicule a été conçu avec une durée de vie prévue de 100 lancements, soit une durée de vie opérationnelle de 10 ans. Les arguments de vente originaux sur les navettes étaient plus de 150 lancements sur une période opérationnelle de 15 ans avec un "lancement par mois" prévu au plus fort du programme, mais des retards importants dans le développement de la Station spatiale internationale n'ont jamais créé une telle demande de pointe pour vols fréquents.