Katastrofa Challenger dogodila se kada je Space Shuttle Challenger eksplodirao iznad Atlantskog oceana 73 sekunde nakon lansiranja, ujutro 28. siječnja 1986. Svih sedam astronauta na brodu, uključujući prvu članicu projekta Učitelj u svemiru, Christu McAuliffe, poginulo je. Katastrofa je prouzročila 32-mjesečni moratorij na lansiranja shuttlea i formiranje Rogersove komisije, u kojoj je bio i nobelovac Richard Feynman, da istraži uzrok tragičnog incidenta.
Nakon istrage, Rogersova komisija utvrdila je da je katastrofa Challenger uzrokovana kvarom brtve O-prstena na čvrstom raketnom boosteru pri poletanju. To je stvorilo proboj koji je omogućio zapaljivom materijalu iz unutrašnjosti pojačala da udari u susjedni i mnogo veći vanjski spremnik, što je dovelo do kvara konstrukcije. Čvrsti booster također se odvojio od shuttlea. To je poremetilo aerodinamičku ravnotežu letjelice, uzrokujući njeno raspadanje. Različiti dijelovi letjelice bili su podvrgnuti faktorima ubrzanja od čak 20 g, što je znatno iznad granica dizajna. Pri tako velikim brzinama, ovo je vrlo brzo i smrtonosno. Nakon opsežne potrage, mnoge komponente Shuttlea izvučene su s morskog dna. Neki od posmrtnih ostataka posade pokopani su u Challenger memorijalu na nacionalnom groblju Arlington.
Katastrofa Challenger je studija slučaja inherentne opasnosti svemirskih letova. 1. veljače 2003. letjelica Columbia raspala se pri ponovnom ulasku, ubivši još sedam astronauta, što pokazuje da Space Shuttle ima više od jednog načina katastrofalnog kvara.
Rogersova komisija utvrdila je da je NASA-ina organizacijska kultura glavni razlog nesreće. Menadžeri NASA-e bili su svjesni slabosti u O-prstenovima od 1977., devet godina ranije, ali nisu je uspjeli riješiti. Ove slabosti nastale su zbog dizajna O-prstena osjetljivog na temperaturu od strane vanjskog izvođača, Morton Thiokol. Lansiranje se dogodilo nakon posebno hladne noći tijekom koje se led nakupio na spremnicima i uzrokovao pad O-prstenova ispod minimalne radne temperature. Čak i samo nekoliko sekundi nakon lansiranja, kvar O-prstena već je omogućio da pregrijani plin pobjegne sa strane čvrstog raketnog pojačivača. Nešto više od minute nakon lansiranja, rezultiralo je nenormalnim perjem i nizom učinaka koji su doveli do uništenja Challengera.