美国宇航局的哥伦比亚号航天飞机在其第三次任务 STS-3 中从肯尼迪航天中心发射升空。
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。
美国国家航空航天局 (NASA) 是美国联邦政府的一个独立机构，负责民用太空计划以及航空航天研究。美国国家航空航天局成立于 1958 年，继承了国家航空咨询委员会 (NACA)。新机构将具有明显的民用定位，鼓励在空间科学中的和平应用。自成立以来，美国的大部分太空探索工作都是由 NASA 领导的，包括阿波罗登月任务、Skylab 空间站以及后来的航天飞机。 NASA 正在支持国际空间站，并监督猎户座宇宙飞船、太空发射系统、商业载人飞船和计划中的月球门户空间站的开发。该机构还负责发射服务项目，该项目负责监督发射操作和美国宇航局无人发射的倒计时管理。
NASA 的科学专注于通过地球观测系统更好地了解地球；通过科学任务理事会的太阳物理学研究计划的努力推进太阳物理学；使用先进的机器人航天器（例如新视野号）探索整个太阳系的天体；并通过大天文台和相关计划研究天体物理学主题，例如大爆炸。