컬럼비아호는 NASA가 보유한 우주왕복선 가운데 가장 오래된 기종이며 22년 전인 1981년 처음으로 지구궤도에 올랐다. 이번 사고는 컬럼비아호의 28번째 우주비행이었다. 1792년 미국 선박으로는 처음으로 세계일주를 한 배의 이름을 딴 컬럼비아호는 이후 만들어진 챌린저(1982년) 디스커버리(83년) 아틀란티스(85년) 엔데버(91년)호와 함께 번갈아 우주비행을 해왔다. 이번 우주탐사에 참여한 우주인 7명은 2개 팀으로 나뉘어 생물학 의학 자연과학 등의 분야에서 연구를 실시했다. 실험 대상은 암 세포를 비롯해 균(菌) 거미 벌 누에 등이었으며,우주인 자신도 실험대상이 됐다. 특히 우주인들은 궤도에서 심리적인 변화를 측정하는 감지기를 부착해 인간에 대한 심리학 연구도 병행했다.