2003年，哥伦比亚号发射升空后，在距地面280公里的轨道上绕地球飞行，收到地面控制中心的绿灯信号后，准备重返地球大气层。到达太平洋上空144公里的位置，这是火箭发动机以每小时27000公里的速度高速运转着。经过大气层后，它开始降落，减缓飞行速度。在飞近新墨西哥上空时，休斯顿地面控制中心失去与航天飞机左翼温度传感器数据传输之间的联系。
由于技术障碍和航天飞机调配问题的存在，致使航天飞机的发射时间延后到2003年。此号飞机是6个国家共同探讨的结晶。事后美国宇航局对哥伦比亚号航天飞机失事进行了分析，飞机外部燃料箱表面泡沫材料安装过程中存在的缺陷，这种增强碳-碳隔热板材料，在飞机返航时，经过剧烈摩擦，温度直线上升，导致致使机翼和机体融化，这是造成整起事故的罪魁祸首。
对于航天飞机失事，另一位研究者表明这不是泡沫材料的问题，他认为是用喷枪在燃料箱外敷设泡沫材料的过程所导致的结果。经委员会的调查，主要还是超高温空气从机体表面缝隙入侵隔热瓦下部四处乱窜，最终造成航天飞机在返航途中解体坠毁，七名宇航员丧生。
哥伦比亚航天飞机失事后，最后发生的翻滚显现，和大小碎片的出现，就是左翼前端保护层丢失造成的。使用特殊的材料导致这起飞机的严重失事。告诫了航天研发者，在制造和研究的过程中，要全方位的考虑飞行所出现的问题，所选材料更不能经不起考验。
