Die Challenger-Katastrophe ereignete sich, als das Space Shuttle Challenger 73 Sekunden nach dem Start am Morgen des 28. Januar 1986 über dem Atlantik explodierte. Alle sieben Astronauten an Bord, darunter das erste Mitglied des Teacher in Space-Projekts, Christa McAuliffe, kamen ums Leben. Die Katastrophe führte zu einem 32-monatigen Moratorium für Shuttle-Starts und zur Bildung der Rogers-Kommission, zu der auch Nobelpreisträger Richard Feynman gehörte, um die Ursache des tragischen Vorfalls zu untersuchen.
Nach einer Untersuchung stellte die Rogers-Kommission fest, dass die Challenger-Katastrophe durch das Versagen einer O-Ring-Dichtung an einem Feststoffraketen-Booster beim Start verursacht wurde. Dies erzeugte einen Bruch, der es brennbarem Material aus dem Inneren des Boosters ermöglichte, auf den angrenzenden und viel größeren externen Tank aufzuprallen, was zu einem strukturellen Versagen führte. Auch der Feststoffbooster hat sich vom Shuttle getrennt. Dies störte das aerodynamische Gleichgewicht des Fahrzeugs, wodurch es auseinanderbrach. Verschiedene Teile des Fahrzeugs wurden Beschleunigungsfaktoren von bis zu 20 g ausgesetzt, weit über den Konstruktionsgrenzen. Bei so hohen Geschwindigkeiten ist dies sehr schnell und tödlich. Nach einer umfangreichen Suche wurden viele Komponenten des Shuttles vom Meeresboden geborgen. Einige der sterblichen Überreste der Besatzung wurden im Challenger Memorial auf dem Arlington National Cemetery beigesetzt.
Die Challenger-Katastrophe ist eine Fallstudie über die inhärente Gefahr der Raumfahrt. Am 1. Februar 2003 zerfiel die Raumsonde Columbia beim Wiedereintritt und tötete weitere sieben Astronauten, was zeigte, dass das Space Shuttle mehr als einen katastrophalen Fehlermodus hat.
Die Rogers-Kommission stellte fest, dass die Organisationskultur der NASA ein Hauptgrund für den Unfall war. Die Manager der NASA waren sich seit 1977, also neun Jahren zuvor, einer Schwäche der O-Ringe bewusst, hatten sie aber nicht angegangen. Diese Schwächen waren auf ein temperaturempfindliches Design des O-Rings durch einen externen Auftragnehmer, Morton Thiokol, zurückzuführen. Der Start erfolgte nach einer besonders kalten Nacht, in der sich Eis an den Tanks ansammelte und die O-Ringe unter ihre minimale Betriebstemperatur absinken ließen. Bereits wenige Sekunden nach dem Start konnte durch das Versagen des O-Rings überhitztes Gas aus der Seite des Feststoffraketen-Boosters entweichen. Etwas mehr als eine Minute nach dem Start führte dies zu der abnormalen Wolke und der Kaskade von Effekten, die zur Zerstörung der Challenger führten.