הכשלים הנדסיים שהביאו להתרסקות המעבורת (מתוך דוח ודעת החקירה שהוקמה לחקירת הנושא)

מצבת זיכרון זמנית של הקולומביה

הוועדה מצאה ש־81.7 שניות לאחר השיגור, נפרדה פיסת קצף בידוד מהצד השמאלי של הדו-רגל המחבר את מכל הדלק החיצוני למעבורת, ושתי עשיריות שנייה מאוחר יותר פגעה בשפת הכנף בחצי התחתון של לוח הפחמן-פחמן המחוזק מספר 8, ויצרה פירצה. פיסת הקצף הייתה באורך 50 - 70 ס"מ, ברוחב 30 - 45 ס"מ ובמשקל כ־760 גרם. היא פגעה במעבורת במהירות 600 - 900 קמ"ש.

 במהלך הנחיתה חדר אוויר לוהט (כנראה בטמפרטורה של יותר מ־2,700 מעלות צלזיוס) אל הפרצה, התיך את שלדת האלומיניום של הכנף השמאלית וגרם להחלשתה. בסופו של דבר העומסים האווירודינמיים גרמו לקריסת הכנף ואובדן שליטה על המעבורת. גוף המעבורת התגלגל באוויר ללא שליטה, כאשר מגיני החום שלו, הנמצאים בעיקר בתחתיתו, כבר לא מופנים אל האזורים החמים ביותר. כתוצאה מכך, התפרקה המעבורת. 

בעקבות התאונה, ניתוח של נתוני רדאר של פיקוד החלל של חיל האוויר גילה עצם שניתק מן המעבורת במהלך יום הטיסה השני, והתרחק ממנה עד שחזר לאטמוספירה ונשרף כעבור יומיים וחצי. ניתוח של המידע מראה שסביר שהעצם היה לוח פחמן-פחמן מחוזק.

הוועדה מצאה שכדי שקצף בידוד ייפרד מהדו-רגל, צריכים היו להיות פגמים קיימים בשכבת הקצף על המכל. כמו כן, בעת תכנון מכל הדלק החיצוני במחצית שנות ה-70', הכלים ההנדסיים שעמדו לרשות המתכננים היו חלשים מאוד יחסית לכלים העומדים לרשות מהנדסים כיום. 

קצף הבידוד עצמו הוא רכיב מורכב מאוד, בעל התנהגות שונה בכיוונים שונים. כיוון שהוא עשוי מהרבה תאי אוויר, גם ההרכב שלו אינו זהה בכל נקודה. מעט מדי מאמץ נעשה כדי להבין את התנהגות הקצף בעת השיגור וההמראה. אף כי הקצף יושם בהתאם לנהלים, נהלים אלה נכתבו על ידי אנשים שלא הבינו לאשורן את תכונות הקצף. הסיבה הישירה להיפרדות קצף הבידוד מגוף המכל אינה ברורה. ככל הנראה מדובר בצירוף של לחצים אווירודינמיים, רעידות בגוף מכל הדלק, מתחים במבנה המכל, רוחות צד וגורמים נוספים.