哥伦比亚号航天飞机起飞执行 STS-107 任务，这将是它的最后一次任务。哥伦比亚在 16 天后在重新进入时解体。
STS-107 是航天飞机计划的第 113 次飞行，也是哥伦比亚号航天飞机的第 28 次也是最后一次飞行。该任务于 2003 年 1 月 16 日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射，在其 15 天 22 小时 20 分 32 秒的轨道上进行了大量国际科学实验。 2 月 1 日，所有七名机组人员全部遇难，哥伦比亚解体。灾难发生后，美国宇航局立即召集哥伦比亚事故调查委员会确定解体原因。故障的根源被确定是由于一块泡沫在发射过程中破裂并损坏了轨道器左翼前缘的热保护系统（增强碳-碳板和热保护瓦）造成的。在重新进入过程中，受损的机翼慢慢过热并分开，最终导致飞行器失去控制和解体。驾驶舱窗框现在在肯尼迪航天中心航天飞机亚特兰蒂斯馆内的纪念馆中展出。
机翼热保护系统的损坏类似于亚特兰蒂斯号在 1988 年 STS-27 期间遭受的损坏，这是挑战者号航天飞机灾难后的第二次任务。然而，STS-27 的损坏发生在金属更坚固的地方（起落架附近的一块薄钢板），该任务在重返大气层时幸免于难。
哥伦比亚航天飞机（OV-102）是由罗克韦尔国际制造并由美国宇航局运营的航天飞机轨道飞行器。哥伦比亚号以第一艘环绕北美太平洋沿岸的美国船和美国的女性化身命名，是五个航天飞机轨道飞行器中的第一个在太空飞行，于 1981 年 4 月首次发射航天飞机运载火箭. 作为继进近和着陆测试飞行器企业号之后制造的第二个全尺寸轨道飞行器，哥伦比亚保留了与后来的轨道飞行器相比表明其实验设计的独特特征，例如测试仪器和独特的黑边。除了更重的机身和在其整个生命周期内保留内部气闸外，这些使哥伦比亚成为五个航天轨道飞行器中最重的；比挑战者重约 1,000 公斤（2,200 磅），比奋进号重 3,600 公斤（7,900 磅）。哥伦比亚在 1983 年之前的前六次飞行中还搭载了基于 SR-71 的弹射座椅，从 1986 年起，在其垂直稳定器上配备了一个外部科学仪器舱。
在其 22 年的运营中，哥伦比亚号在航天飞机计划中执行了 28 次任务，在太空中度过了 300 多天，并完成了 4,000 多个地球轨道。虽然它在完成航天飞机系统的测试目标后很少使用，而且它更重的质量和内部气闸使其不适合计划中的航天飞机-半人马座发射和与空间站的对接，但它仍然被证明是轨道科学研究的主力在 1986 年挑战者号失事后。哥伦比亚号被用于 Spacelab 实验室十五次飞行中的十一次、所有四次美国微重力有效载荷任务，以及 Spacehab 研究双舱的唯一一次飞行。轨道飞行器在其十四次飞行中的十三次中使用了扩展持续时间轨道器托盘，这有助于在轨道上长时间停留以进行科学和技术研究任务。哥伦比亚号还用于回收长期暴露设施和部署钱德拉天文台，并将美国航天任务的第一位女指挥官、欧空局第一位宇航员、印度裔女宇航员和以色列第一位宇航员送入太空.
在 2003 年 2 月的最后一次飞行结束时，哥伦比亚号在重返大气层时解体，杀死了 STS-107 的七名机组人员并摧毁了机上的大部分科学有效载荷。不久后召开的哥伦比亚事故调查委员会得出结论认为，在 STS-107 发射期间，轨道飞行器左翼受到的损坏严重损害了飞行器的热保护系统。哥伦比亚及其机组人员的损失导致美国宇航局重新调整人类探索计划，并导致 2005 年星座计划的建立和 2011 年航天飞机计划的最终退役。为纪念随后的机组人员，人们进行了许多纪念和奉献。灾难；哥伦比亚纪念航天中心作为该事故的国家纪念馆开放，而“精神”号探测器探索的火星古谢夫陨石坑中的哥伦比亚山以机组人员的名字命名。哥伦比亚回收的大部分遗体都存放在肯尼迪航天中心的车辆装配大楼，尽管有些遗体在附近的游客中心公开展出。