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事件过程
发射前
挑战者号最初计划于美国东部时间1月22日下午2时43分在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射，但是，由于上一次任务STS-61-C的延迟导致发射日推后到23日，然后是24日。接着又因为塞内加尔达喀尔的越洋中辍降落（TAL）场地的恶劣天气，发射又推迟到了25日。NASA决定使用达尔贝达作为TAL场地，但由于该场地的配备无法应对夜间降落，发射又不得不被改到佛罗里达时间的清晨。而又根据预报，肯尼迪航天中心（KSC）当时的天气情况不宜发射，发射再次推后到美国东部时间27日上午9时37分。
由于外部舱门通道的问题，发射再推迟了一天。首先，一个用于校验舱门密封安全性的微动开关指示器出现了故障。 然后，一个坏掉的门闩使工作人员无法从航天飞机的舱门上取下闭合装置器。当工作人员最终把装置器锯下之后，航天飞机着陆跑道上的侧风超过了进行返回着陆场地（RTLS）中断的极限。
直到发射时限用尽，并开始采用备用计划时，侧风才停了下来。
天气预报称28日的清晨将会非常寒冷，气温接近华氏31度（摄氏-0.5度），这是允许发射的最低温度。过低的温度让莫顿·塞奥科公司的工程师感到担心，该公司是制造与维护航天飞机SRB部件的承包商。在27日晚间的一次远程会议上，塞奥科公司的工程师和管理层同来自肯尼迪航天中心和马歇尔航天飞行中心的NASA管理层讨论了天气问题。
部分工程师，如比较著名的罗杰·博伊斯乔利，再次表达了他们对密封SRB部件接缝处的O型环的担心：即，低温会导致O型环的橡胶材料失去弹性。他们认为，如果O型环的温度低于华氏53度（约摄氏11.7度），将无法保证它能有效密封住接缝。他们也提出，发射前一天夜间的低温，几乎肯定把SRB的温度降到华氏40度的警戒温度以下。但是，莫顿·塞奥科公司的管理层否决了他们的异议，他们认为发射进程能按日程进行。
由于低温，航天飞机旁矗立的定点通信建筑被大量冰雪复盖。肯尼迪冰雪小组在红外摄像机中发现，右侧SRB部件尾部接缝处的温度仅有华氏8度（摄氏-13度）：从液氧舱通风口吹来的极冷空气降低了接缝处的温度，让该处的温度远低于气温，并远低于O形环的设计承限温度。但这个信息从未传达给决策层。
冰雪小组用了一整夜的时间来移除冰雪；同时，航天飞机的最初承包商罗克韦尔国际公司的工程师，也在表达着他们的担心。他们警告说，发射时被震落的冰雪可能会撞上航天飞机，或者会由于SRB的排气喷射口引发吸入效应。罗克韦尔公司的管理层告诉航天飞机计划的管理人员阿诺德·奥尔德里奇，他们不能完全保证航天飞机能安全地发射；但他们也没能提出一个能强有力地反对发射的建议。
讨论的最终结果是，奥尔德里奇决定将发射时间再推迟一个小时，以让冰雪小组进行另一项检查。在最后一项检查完成后，冰雪开始融化时，最终确定挑战者号将在美国东部时间当日上午11时38分发射。
发射
起飞上升
以下关于事故的分析基于实时遥测数据、摄影分析，以及航天飞机与任务控制中心的语音通讯副本产生。发射后的所有时间信息都以秒给出，叙述的每项事件都与从最接近仪表事件取得的遥测时间码一致。
在升空前6.6秒，三部航天飞机主引擎（SSME）点火。为了应对发射的临时中断，SSME可在火箭离开地面前安全地关闭。在起飞时间点时（T=0，为美国东部时间当日11:38:00.010），三部SSME达到了100%的效能率，并在计算机控制下提高到104%，在此时，两部SRB点火，火箭挣脱了固定用的紧固螺栓，从发射台开始上升。随着火箭的第一次垂直动作，氢气排放臂从外部舱收回，但没有成功锁上。但通过对发射台摄像机记录视频的回放，发现排放臂此后没有重新接触到船体，因而将它作为对事故有影响因素的猜想可排除。发射后对发射台的检查也显示出4颗紧固螺栓的反冲弹簧遗失了，但这也被排除了。
挑战者号升空下一个发射时的视频回放点显示，在T+0.678时，一股黑灰色的烟雾从右侧SRB尾部靠近连接该部件与外部舱的支架处喷出，大约在T+2.733时烟雾不再喷出。烟雾最后可见的时刻位于T+3.375。后来确定这些烟雾是由右侧SRB部件尾部接缝的开合引发的。助推器的外壳在点火产生的压力下有所膨胀，作为膨胀的结果，外壳的金属部分崩离了其他的部分，打开了一个泄漏温度高达华氏5,000度（摄氏2,760度）气体的裂缝。
主O型环是设计用于封闭该裂缝，但在过低的温度下它没能在第一时间内密封住，而副O型环又因为金属部分的崩离而偏离了原有位置。这样就没有可阻碍气体逸出的障碍了，两个O型环在大约70度的范围内都被气化了。然而，固体燃料燃烧产生的氧化铝封闭了损坏的接缝，在明火冲出裂缝前临时替代了O型环的密封作用。
在火箭离开发射塔后，SSME以最大效能的104%运行，控制权从位于肯尼迪中心的发射控制中心（LCC）移交到了休斯敦的任务控制中心（MCC）。为了预防空气动力拆散航天飞机，在T+28时SSME开始降低功率以减小航天飞机在密度较大的低空大气中的速度。在T+35.379时，SSME已低于计划的65%效能。5秒后，在5800米（19,000英尺）的位置时，挑战者号突破了音障。在T+51.860时，SSME重新回到104%的效能，火箭也已接近最大Q值（Max Q）：飞行物能承受的最大气动压力。
强风切变
正当航天飞机达到最大Q值时，它遭遇了航天飞机程序记录中最强烈的风切变。
在T+58.788时，一台追踪摄像机捕捉到了右侧SRB靠近尾部支架处出现的烟羽（plume）。当时挑战者号与地面的休斯敦对此都还不知情，但可燃气体已从右侧SRB的一个接缝处开始泄漏出来。风切变的力量粉碎了替代损坏O型环的氧化物密封层，移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障。在一秒内，烟羽变得明显并剧烈。由于密封失效的接缝处迅速扩大的裂缝，右侧SRB的内压开始减小，在T+60.238时，已可在视觉上观察到从接缝处逸出的火焰，同时开始灼烧外部舱。
在T+64.660时，烟羽突然改变了形状，这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏。在电脑控制下，主引擎的喷嘴开始绕枢轴进行转动，试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡。在T+66.764时，航天飞机外部液氢舱的压力开始下降，显现出了泄漏所导致的影响。
对宇航员与飞行控制员来说，这个阶段的情形看上去似乎还是正常的。在T+68时，太空舱通讯员（CAPCOM）通知宇航员们“执行加速”，机长迪克·斯科比确认了这个呼叫。他的响应是：“收到，执行加速”，这句话是挑战者号空对地回路的最后一次通讯。
解体陨落
在T+72.284时，右侧SRB部件似乎已从与外部舱连接的尾部支架上扯落。事后从遥测数据的分析显示，在T+72.525时，航天飞机右侧有突然的加速，宇航员们也可能感觉到：船员舱记录器最后的状态记录是在加速后半秒钟时，驾驶员迈克尔·史密斯发出了“嗯噢”的叫声。史密斯可能也感觉到了主引擎异常表现的征兆，或是外部燃料舱压力的下降。
在T+73.124时，舰尾拱顶的液氢燃料舱发生故障，产生的一股推力将液氢舱推挤入了上端的液氧舱；与此同时，右侧的SRB绕着支架向上转动，并且撞击到了内部燃料舱结构。
在T+73.162时，航天飞机在14.6千米（48,000英尺）的高度上开始解体。伴随着外部燃料舱的瓦解，挑战者号在气流的冲击下改变了正常的方向，并在异常的气体动力产生20g——远超过设计极限的——负载系数下立刻被撕裂开来。
两架SRB则因能承受更大的空气动力负载，在从外部舱分离后还继续进行了37秒钟的失控动力飞行。SRB的外壳由12.7毫米（半英寸）厚的钢板构成，比航天飞机与外部燃料舱更为坚固；因此两架SRB在航天飞机解体时得以幸免，即使导致挑战者号毁灭的SRB接缝烧穿对右侧SRB的影响依然存在。SRB在其于大气层的烧蚀过程中损坏。
飞行日志
在事故发生后，任务控制中心持续了十几秒的宁静。电视屏幕上显示着挑战者号所在位置出现的烟雾，和向海洋坠落的大量碎片残骸。在大约T+89时，飞行指挥杰伊·格林提醒飞行动力官员向他提供信息。得到的回复是“过滤雷达得到不连续的来源”，进一步表明挑战者号已经破裂成了许多碎片。地面控制员报告说，挑战者号的无线通讯器与遥测数据均“无法连接，下行链路失败”。格林命令他的小组“仔细察看你的数据”并寻找轨道舱成功逃生的任何迹象。
在T+110.250时，卡纳维拉尔角空军基地的靶场安全官员（RSO）向航天飞机与SRB发出了无线电信号，激活了靶场安全系统的自毁程序。这是一个应对紧急情况的正常程序，以确保自由飞行的SRB不对陆地或海洋的目标造成威胁。另外一个相同的自毁信号也摧毁掉了外部舱未分解的部分。
“这里的飞行控制员在应对该情况时看来是非常谨慎的，”公共事务官员史蒂夫·内斯比特报告说，“一个明显的主要故障是，我们没有下行链路。”在一个停顿后，内斯比特说道：“我们从飞行动力官员得到的报告说飞行器已经爆炸。”
格林命令任务控制中心执行紧急情况程序；这些程序包括封锁进出控制中心的通道、切断与外部世界的电话联系，并根据清单确保有关的数据都正确地被记录与保护。
爆炸可能
与飞行动力官员最初的结论相反的是，航天飞机与外部舱实质上并没有“爆炸”。它们是在航天飞机接近最大气动压力（即“最大Q值”）后，被巨大的空气动力迅速撕裂的。外部舱解体后，其中储存的燃料与氧化剂逸出，并造成爆炸产生巨大火球的假象。不过，按照NASA团队在事故后的影像分析结果来看，推进燃料只有“部分燃烧”。
同样的，航天飞机泄漏的液氧和液氢产生了最初组成可见烟云的成分：水蒸气与气体。传统上，保存在低温下的液氢不可能迅速地燃烧并触发一场“爆炸”。如果发生爆炸，爆炸会迅速摧毁整个航天飞机，同时连带杀死机上的所有宇航员。但在飞行器解体的过程中，更坚固的船员舱与SRB幸存了下来；SRB随后被远程遥控命令自毁；分离的船员舱则以抛射轨道下坠，并在T+75.237离开烟云时清晰可见。飞行器解体25秒后，船员舱抵达19.8千米（65,000英尺）的抛射轨道顶点，并于14.6千米（48,000英尺）处解体。
死因之谜
在飞行器解体的过程中，更坚固的船员舱保留了整体，并处于慢速翻转状态。NASA粗略估计如果要撕裂船员舱的话，作用力要达到重力g的12到20倍；但是，在两秒内，作用在舱体上的力已经减少到4 g以下，而在10秒后船员舱已进入自由落体状态。这些力看来不足以对舱体造成主要的损害。
至少在解体后，有迹象表明部分宇航员依然还活着并暂时具有意识：事后发现飞行甲板上的4个个人外出空气袋（PEAP）中的3个已激活。调查员发现空气余量与解体后2分45秒的抛射时间大约一致。在解体较长一段时间后，宇航员是否还具有意识是不可而知的，这在很大程度上依赖于分离的船员舱内是否维持了安全的压力。如果没有，在当时的高度上能维持意识的时间只有几秒钟；PEAP只供给非加压的空气，因此无助于帮助宇航员们维持意识。船员舱以大约334千米/时的速度溅落海面，导致了超过200g的瞬间减速，远远超过了船员舱的结构承受极限与人员存活极限。
1986年7月28日，NASA太空飞行副主管及前宇航员理查德·特鲁利海军少将，发表了一份由休斯敦约翰逊航天中心的生物医学专家约瑟夫·克尔温提交的报告，提到了事故中宇航员的死亡。克尔温博士曾参与天空实验室2号任务，在事故发生不久后便被委派负责调查事故的原因。克尔温的报告中提到：
“结果是不确定的。船员舱与海洋表面的碰撞非常猛烈，导致了在爆炸后几秒内造成的破坏迹象被抹除。我们的最终结论是：
不能确定导致挑战者号宇航员死亡的原因；
轨道舱解体时的作用力对宇航员也许不能造成致命或严重的伤害；
而宇航员很有可能，不过不一定，在轨道舱解体后的几秒内由于飞行中的船员模块失去压力而失去意识。
逃生备案
调查表明，在航天飞机解体爆炸前，至少有3名航天员并没有马上死亡。这3名航天员打开了航天飞机上的应急供氧设备。这3人最终死于低温、缺氧（航天飞机解体到坠入海洋历时至少3分钟）和掉入海洋时500多G的超重。在航天飞机设计期间，曾有几次提及发射逃生系统，但NASA的最终结论是：航天飞机可期待的高可靠性可以排除对这一系统的需要。前4次测试飞行的航天飞机轨道任务中，用到了修改后的SR-71黑鸟式侦察机弹射座椅与全套的增压服；但在后来正式的任务中，却移除了这些装置。发射逃生系统被认为有以下这些局限而未安装：“有限的作用、技术的复杂与过多金钱的花费、重量与日程表的拖延”。
在失去挑战者号后，这个问题被再次提出，同时NASA也考虑了几种方案：包括弹射座椅、牵引救生装置与从轨道舱底部跳伞逃生的方案。但是，NASA再次得出了所有的发射逃生系统都是不切实际的结论，理由是这些都将导致必然对现有飞行器进行大规模的修改，并因此缩减宇航员的活动空间。跳伞逃生系统的设计允许宇航员在航天飞机滑行过程中跳伞逃生；但是，该系统已经无法在挑战者号的方案中实现了。
遇难后
事故发生后，NASA被批评为在新闻上缺乏开放性。《纽约时报》提到了在当天的事故后，“无论是上升阶段的飞行指挥杰伊·格林，还是控制室的其他人，都没有通过航天机构向新闻机构提供有关信息”。
由于缺乏可靠来源，新闻机构只能进行推测；《纽约时报》与合众国际新闻社（UPI）都推测出了外部舱的故障是事故主因的结论，尽管当时NASA的内部调查人员已经将调查的焦点放在了固体火箭助推器上。“航天机构，”航天新闻报道员威廉·霍伍德写道，“坚守着那套关于调查详情的严格保密政策，这是一个不断标榜自己公开性的机构的非典型姿态。”
追悼
在灾难发生的那一晚，罗纳德·里根总统原已预定对国会发表年度国情咨文。起初，他宣布咨文将按时发表，但后来在各方压力下他将发表国情咨文的时间推迟了一周，并在白宫的椭圆办公室中向全美发表了一份关于挑战者号灾难的演说。这份演讲由佩吉·努南撰写，并以引用小约翰·吉列斯比·麦基的一首诗《高高飞翔》（High Flight）作为结尾：
“我们永远缅怀他们，我们不会忘记今晨最后看到他们的情景。他们整装待发，向我们挥手致意，然后脱离了大地执拗的束缚飞上天际，亲近上帝慈爱的面容。
三天后，里根偕同夫人南希一同来到了约翰逊航空中心，出席悼念宇航员的纪念仪式。参加的还有六千名NASA雇员和罹难宇航员的家人。
挑战者号宇航员的家人们成立了非营利组织挑战者号太空科学教育中心组织（CCSSE），并建立了五十个学习中心，作为对罹难者永久的纪念。
葬礼仪式
可辨识的宇航员遗体于1986年4月29日交还给了他们的家人。其中的两名成员：迪克·斯科比与迈克尔·史密斯被他们的家属安葬在阿林顿国家公墓的私人墓地。其他的遗体则于1986年5月20日安葬在阿林顿的航天飞机挑战者号纪念墓碑下。
收回残骸
在事故发生后一分钟，NASA的发射救援官员就调动了为回收SRB而在预定水域待命的船只展开搜救工作，同时还派遣了搜救飞机。但是在此时，碎片还在不停地掉落；因此靶场安全官员（RSO）命令飞机与船只在安全水域待命，直到确定被影响区域安全无虞后，才允许其全力进行的搜救工作；而这已是事发后一小时了。
在挑战者号事故发生的第一星期，美国国防部代表NASA协助美国海岸警卫队进行主要的海面搜救工作。根据海岸警卫队的说法，“这次行动是有史以来最大规模的海面搜救活动。”搜救行动一直持续到2月7日。此后，由搜寻、修复和重建小组进行修复工作；他们的目标是在抢救出有助于找出事故原因的碎片残骸。
声纳、潜水员、遥控潜艇、和载人潜艇都用在了搜寻的工作上，搜寻的广度达到480平方海里（1,600平方千米）的海域，而深度则达到海面下370米（1,200英尺）。到了5月1日，将蒐集到的右侧SRB碎片修复还原后，已能足够判断出事故的真正原因，于是结束了主要的搜救工作。其他的一些浅水区域搜寻还持续了一段时间，但这与事故的调查无关：目的只是蒐集并修复残余碎片以供NASA进行对太空船与发射器的材料研究。
在挑战者号上有一面美国国旗，发现时依然原封不动地密封在货物袋中，现称作挑战者号之旗，这是科罗拉多州纪念碑镇童子军514团建议的名称。多年来，剩余的挑战者号残骸还在不断地被海水冲上佛罗里达州的海岸。1996年12月17日，在事故后差不多11年时，可可比奇的海滩上还发现了两大块残骸。
调查
罗杰斯委员会的调查
航天飞机挑战者号事故总统调查委员会，常称作罗杰斯委员会（以其主席的名字），是为调查此事件组成的。由前国务卿威廉·罗杰斯担任主席。其他的成员还有：宇航员尼尔·阿姆斯特朗（副主席）、莎莉·莱德、律师大卫·艾奇逊、航空学专家尤金·科弗特和罗伯特·霍茨、物理学家理乍得·费曼、阿尔伯特·惠尔伦、小亚瑟·沃克、前空军将领唐纳德·秋提那、罗伯特·拉梅尔、约瑟夫·萨特和前飞行员查克·耶格尔。委员会工作了几个月后，发表了他们的研究报告。
他们发现挑战者号的意外是由右侧固体火箭推进器尾部一个密封接缝的O型环失效，导致加压的热气和火焰从紧邻的外加燃料舱的封缄处喷出，造成结构损坏。O型环的失效则归因于设计上的缺陷，因而太容易损坏，以及发射那几天的低温都是潜在的因素。更明确地说，报告也考虑到了意外的成因。最明显的就是NASA与承包商的疏忽，莫顿·塞奥科公司承认了他们在设计上存在的缺陷。这使得罗杰斯委员总结挑战者号灾难是“一场肇由历史的事故”。
告中也强烈地批评了挑战者号发射的决策过程，认为它存在严重的瑕疵。报告明确地指出，NASA的管理层并不知道塞奥科公司最初对O型环在低温下的功能的忧虑，也不了解罗克韦尔国际公司提出的大量冰雪堆积在发射台上会威胁到发射的意见。报告最终总结出：
“……在沟通上的失败……导致了51-L的发射决策，是建立在不完善与时常误导的信息上的。冲突存在于工程数据与管理层的看法，以及一个允许航天飞机管理层忽略掉潜在的飞行安全问题的NASA管理结构之间。”
委员会中最著名的一位成员是理论物理学家理查德·费曼，他以自己的风格直接进行调查，而不是依据日程表进行。这让他与罗杰斯产生了意见上的分歧，后者曾经抱怨到：「费曼才是真正让我头痛的事。」在一场电视广播的听证会上，费曼将材料浸泡在一杯冰水之后，展示了O型环如何在低温下失去韧性而丧失密封的功能。
费曼也很重视NASA在「安全文化」上的缺失，并威胁要从报告中撤签（退出委员会），除非将他个人对航天飞机可靠性的观点列入——后来出现在附录F中。在这份附录中，他认为NASA管理层对安全与可靠性的评估，不同于数以千计参与实际工作的工程师的评估，是粗糙且不切实际的。他总结说：「作为成功的技术，现实必须优先于公共关系，因为自然界是不能被唬弄的。
美国众议院听证会
美国众议院科学与技术委员会（CST）也召开一场听证会，并在1986年10月29日发表了他们关于挑战者号事故的报告。他们在调查的过程中，重新审视罗杰斯委员会的发现，并同意罗杰斯委员会所指出的技术肇因，不过在所佔比例上有所不同。
“……委员会认为，导致挑战者号事故的根本原因，并非是罗杰斯委员会结论中所指出的拙劣的沟通或基本的程序。更确切地说，基本问题在于NASA高层与承包商人员多年来拙劣的技术决策，他们未能果断地行动，去解决固体火箭助推器接缝存在的日益严重的异常。
挑战者号的事故之后，航天飞机的航次全部暂停，以等待罗杰斯委员会的调查结果。同时NASA也参考1967年阿波罗1号失火的模式进行了内部调查，这个调查更像是在挑战者号出事后，因为外部评论的压力而被迫进行的。罗杰斯委员会提出了九项改进航天飞机项目安全性的建议，而里根总统更直接指示NASA要在三十天内提出落实这些建议案的实施计划。
为对委员会的回应，NASA开始重新设计航天飞机的整个SRB部件，并由委员会推荐的一个独立观察小组进行监督。NASA与承包商莫顿·塞奥科公司的合约中，有一条对SRB部件的责任归属，阐明了在“任务失败或人员丧生”的情况下，承商将被罚没一千万美元的奖励金，并承担形式上的法律责任。在挑战者号事故发生之后，塞奥科公司「自愿接受」金钱上的惩罚以交换不追究法律上的责任。
ASA也遵从委员会对行政官员的建议，由副行政官员直接重新建立了安全性、可靠性与质量保证办公室，副行政官员将直接地向NASA的行政官员报告。曾就职于马丁·玛丽埃塔公司的乔治·马丁，被指定担任这项职位。挑战者号前飞行指挥官员杰伊·格林则成为安全部门理事会的负责人。
ASA不切实际与过度乐观的发射时程表也被罗杰斯委员会批评是导致事故的原因之一。事故之后，NASA努力尝试制订出更实际的航天飞机航班：它亦将另一架航天飞机奋进号加入航天飞机的舰队，以取代挑战者号；并与国防部合作，尽量使用一次性发射系统而非航天飞机来发射卫星。1986年8月，里根总统也宣布航天飞机将不再执行发射商业卫星的酬载任务。1988年9月29日，在航天飞机计划32个月的停滞之后，开始执行新的一次航天飞机任务STS-26。
虽然在挑战者号事故后，NASA已做出了重大的改革，但许多评论者仍然认为它在组织文化与管理结构上的改变未能（不会）深入与持久。在2003年哥伦比亚号灾难之后，NASA管理层对安全问题的态度再次成为关注的焦点。哥伦比亚号事故调查委员会（CAIB）认为，NASA未能从挑战者的事故中学到足够多的教训，特别是未能真正的设立独立作业的安全监督小组；CAIB觉得在这个领域内，“NASA对罗杰斯委员会的回应并没有达到委员会的初衷”。“造成对挑战者号（事故）负有责任的制度失效原因并未消除”，意即导致挑战者号事故“有瑕疵的决策过程”，在17年后同样对哥伦比亚号失事负有责任。
文化影响
媒体反应
由于新罕布什尔州的一名教师克丽斯塔·麦考利夫是挑战者号的乘员，这引起了一些媒体的兴趣，在发射的现场进行实况直播，不过只有CNN提供了全国性的直播。不过，在事故发生后的一项研究中，有17%的答复者表示他们观看了航天飞机的发射，剩下的85%则表示他们在一小时内得知了事故的发生。
据报告的作者写到：“只有两项事故的新闻传播得更为快速。”（其中一项是约翰·肯尼迪总统在得克萨斯州达拉斯被刺杀的新闻；另一项是在肯特州立大学的学生间传播的富兰克林·罗斯福总统的死讯。）另一项研究提到，“即使在事故发生时没有看电视的人，也几乎肯定能在事后几天的电视台几无中断的报道中看到事故重放时的图像”。
根据《纽约时报》的民意测验显示，看见现场直播事故的孩童比成人要多，因为有48%的九至十三岁的学生在学校观看了电视直播。从事故当天起，媒体保持高度的关注。在发射现场仅有535位记者进行报道，但三天后肯尼迪航天中心却有了1467位记者，在约翰逊航天中心还有另外的1040位记者。全球的报章杂志也都以该事故做为头条新闻。
研究案例
挑战者号的事故常是专题研究的案例，例如工程安全、揭弊者的道德规范、沟通与集体决策等。在加拿大和其他一些国家，更是工程师在取得专业执照前必知内容的一部分。对O型环在低温下将会失效提出警告的工程师罗杰·博伊斯乔利，辞去了他在莫顿·塞奥科公司的工作，并且成为了工作场所道德规范的一位发言人。
他认为，由莫顿·塞奥科公司管理层召开的核心会议，及其最后产生关于发射的建议，“是起因于强烈的顾客威逼，而造成了不道德的决策制定。”麻省理工学院、德州农工大学、得克萨斯大学奥斯汀分校、德雷克塞尔大学和马利兰大学的派克学院，都将此一事故作为工程伦理的一个教案。
信息设计师爱德华·塔夫特曾经以挑战者号事故为例，说明当信息表达不明确时会发生的问题。他认为，如果莫顿·塞奥科公司的工程师能更明确地表达出SRB部件的接缝在低温与烧穿间的数据关系，他们也许能成功地说服NASA取消航天飞机的发射。塔夫特也认为，信息表达的不完备也可能影响了NASA在哥伦比亚号最后一次飞行中的决定。
相关的流行文化
1986年1月28日,发生在美国佛罗里达州上空的"挑战者"号航天飞机灾难,是世界航天界永远难以忘怀的悲剧,7名航天员的牺牲让人们也似乎更加明白,航天这一充满高风险的职业在整个人类发展史有着特殊而伟大的意义。
在1990年，一部称为《挑战者号》的电视电影重现了航天飞机挑战者号发射时的事故。2006年5月，另一部关于这场事故的电影也宣布开拍，它也叫做《挑战者号》。该部电影由菲利普·考夫曼执导——他在1983年拍摄的电影《太空先锋》（The Right Stuff）记录了早期太空计划的历史——并且将会把角色的重心放在理查德·费曼对事故的后续调查上。
也有许多其他电视节目和电影引用了挑战者号的事故，包括了：
NBC的电视情境喜剧《庞姬·布鲁斯特》（Punky Brewster）在1986年3月的一集“意外的发生”中，安排了庞姬在学校的电视上看见灾难发生后的反应。在以前的剧情中，庞姬对成为一名宇航员很感兴趣，但她现在害怕遭遇到相同的命运；剧情展现了她害怕在航空事业上继续追求发展，以及她的继父亨利、老师迈克尔·弗尔顿和前宇航员艾德林是如何重建她的梦想的过程。
电视剧集《遥远星际》（Farscape）的一集“堪萨斯”中，描述了主角穿越时空回到过去，以阻止他的宇航员父亲成为挑战者号任务的成员。
电影《星际旅行IV：抢救未来》的拍摄者和演员们希望以此电影纪念挑战者号上的宇航员们：“他们勇敢的精神将留存在23世纪以及后世代人们的记忆中。”
更早，在奥利弗·斯通于1987年拍摄的电影《华尔街》（Wall Street）中，约翰·麦金利告诉查理·希恩说，戈登·月光（迈克尔·道克拉斯饰演）在航天飞机爆炸后，很贪婪地在几分钟内沽空了NASA的股票（尽管NASA是政府机构，不发行股票；而且让事件发生在1985年，也是不合时代的）。
法国电子音乐艺术家让-米歇尔·雅尔原本打算与挑战者号的宇航员罗纳德·麦克奈尔——也是他的挚友和萨克斯管合奏者——在他的专辑《幽会》（Rendez-Vous）中合奏一曲。在麦克奈尔过世之后，雅尔将这部专辑做成了麦克奈尔的纪念专辑；并在休斯敦举行一次免费的音乐会，以纪念挑战者号上的宇航员。约翰·丹佛也在他1986年6月发行的专辑《同一个世界》（One World）中，为挑战者号宇航员写了一曲颂歌《为我飞翔》（Flying For Me），在结尾以73秒的器乐演奏来纪念这场短暂的飞行。
不只一本漫画描述过如果超级英雄拯救了挑战者号会发生什么事情。1995年初版的限量版系列漫画《Astro City》中，类似超人的角色撒马利亚人第一次公开露面，他拯救了飞行器以防止这场悲剧把整个世界导向荒凉的未来。虽然《超人》故事没有直接讲过挑战者号的名号，但事故发生后，故事中确实数次描述了类似情节：包括1986年的图画小说《钢铁战士》（The Man of Steel）的首章（这也是超人作为钢铁战士的第一次露面）；电视剧集《露易丝和克拉克：超人新冒险》（Lois and Clark:The New Adventures of Superman）的试播集（在这里面是“信使号航天飞机”），以及2006年的电影《超人归来》。
在1996年，由詹姆斯·斯蒂尔和玛吉主演的的戏剧《秘而不宣》（Hush）中，主角谈到了她的一个梦，梦中她在太空中飞行，并看到了克丽斯塔·麦考利夫在金星教孩子们读书。在她讲完后，在场景中的记者珍娜转向玛吉的父亲弗兰克，并说（关于挑战者号灾难的）：“当它爆炸时我正吃着麦克鸡块。”
2007年，《今日美国》在庆祝报纸成立二十五周年纪念的同时，亦做了一个名为“首二十五位感动我们的人物”的人物志，其中也包括了挑战者号航天飞机的遇难宇航员。名单里亦包括九一一英雄与已故王妃戴安娜等人。
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