La catastrophe de Challenger est un accident spatial survenu le 28 janvier 1986 lorsque la navette spatiale Challenger se désintègre pendant le décollage avec sept astronautes à bord. Lors d'une matinée historiquement froide pour un lancement de navette, Challenger prend son envol pour la vingt-cinquième mission de la navette spatiale américaine. La veille du lancement, un groupe d'ingénieurs pressent une catastrophe et demande le retardement du vol. Toutefois, leurs managers à la NASA ne prennent pas leur inquiétude au sérieux, jugeant les données peu concluantes. Malheureusement, cette catastrophe anticipée par les spécialistes devient réalité : 73 secondes après le décollage, la navette explose sous les yeux de nombreux spectateurs, dont les familles des astronautes. Challenger est détruite et son équipage, constitué de sept membres dont une enseignante du Teacher in Space Project, perd la vie dans l'accident.

Cet accident spatial est vécu comme un véritable coup de tonnerre à travers le monde et marque un retour à la réalité car c'est la première fois dans l'histoire des États-Unis et de leur programme spatial que des astronautes sont tués en vol. La répercussion médiatique de l'événement est énorme. Le désastre alimente de nombreux débats sur la sécurité technologique ainsi que sur les prises de décision. La NASA vit une forte crise et interrompt pendant trois ans le programme des navettes le temps de trouver la défaillance et de la corriger.

L'enquête relative à la catastrophe réalisée par la commission Rogers démontrera que l'agence spatiale a réalisé de nombreuses erreurs. Des causes multiples ont été déterminées pour expliquer le désastre : un échec de la communication interne, de mauvaises décisions, un horaire de vol irréaliste, la météo inadaptée, l'absence de système de survie et plus globalement une défaillance de la culture de sécurité au sein de la NASA.

À la suite de la catastrophe, une série de mesures sera prise afin de rendre les vols plus sûrs. Pourtant, en 2003, la navette Columbia se désintègre en rentrant dans l'atmosphère tuant sept autres astronautes. Les négligences de la NASA seront de nouveau pointées du doigt et le programme des navettes sera finalement arrêté en 2011. Les pertes de Challenger et de Columbia auront joué un rôle déterminant dans cette décision.

C'est au cours du lancement de la navette, lors du vol STS-51-L, que l'accident s'est produit. L'équipage était constitué de sept membres, tous de nationalité américaine1,2  :

Les principaux objectifs de la mission étaient :

La mission est la plus attendue depuis les heures glorieuses du programme Apollo. Christa McAuliffe, mère de deux enfants, a connu un entraînement de cinq mois en vue de cette mission dont elle est consciente de l'enjeu. Sa sélection a fait d'elle une célébrité nationale.

La vingt-cinquième mission de la navette spatiale sera donc bien plus qu'un simple voyage dans l'espace. Elle a pour vocation de donner un second souffle au programme des navettes spatiales car après vingt ans de coûts budgétaires et de désintérêts publics, la navette spatiale, qui promettait un service de transport régulier dans l'espace à un prix abordable, n'a jamais pu tenir sa promesse à cause des coûts d'entretien que la NASA avait sous-estimé lors de sa conception et de nombreuses missions ont été annulées. En envoyant Christa McAuliffe dans l'espace, l'agence spatiale américaine espère restaurer la confiance dans sa création.

Vu que la catastrophe s'est déroulée au décollage, c'est-à-dire avant la réalisation dans l'espace, aucun de ces objectifs n'a pu être rempli. Dans l'accident, Christa McAuliffe est morte avec tout l'équipage et le satellite a été détruit. La confiance dans la navette, qui jusqu'ici était réputée pour sa fiabilité, a été davantage ébranlée au lieu d'être restaurée.

Le décollage de cette mission, prévu à l'origine pour le 22 janvier, est d'abord reporté au 23 pour le retard qu'a eu le vol de la mission précédente, puis au 24 pour la même raison. Le lancement est de nouveau reporté au 25 pour des problèmes de météo, puis au 27 à nouveau pour ce même problème. Le matin du 27 janvier, au moment du lancement, une petite anomalie sur la trappe de la navette retarde de nouveau le vol, sans pour autant le reporter. Quand le problème est réparé, le vent se lève ; il est trop fort pour permettre le lancement et la NASA attend que le vent faiblisse ; l'attente est trop longue et le décollage est finalement reporté au 283.

La nuit précédant le lancement, il fait très froid puisque la température n'excède pas -0,5 °C. Des spécialistes lâchent des ballons sonde pour vérifier les conditions météorologiques. Rien d'anormal n'est signalé et toutes les données semblent favorables. Cependant un problème subsiste : la vague de froid exceptionnel a généré des couches de glace de plus de sept centimètres ainsi que des stalactites de plus d'un mètre. Jamais une navette n'a été lancée par le passé dans un temps aussi glacial. En conséquence, le centre de contrôle décide de reporter la mise à feu de deux heures4.

Au centre spatial Kennedy, on achève les derniers préparatifs en vue de la mission la plus attendue depuis le programme Apollo et les voyages lunaires. Les spectateurs affluent à Cap Canaveral. Dans quelques instants, la navette va faire date en embarquant la première passagère de l'espace.

À 8h38, une heure avant le décollage, l'équipage commence à embarquer à bord de Challenger. À ce moment-là, cette navette, qui est la cadette de la flotte, est la plus expérimentée parmi les quatre orbiteurs du programme spatial. Depuis sa mise en service en 1983, elle a réalisé à elle seule 40 % des 24 précédents vols de navettes avec un total de 9 missions et 51 astronautes à son bord.

À neuf minutes du décollage, après la fonte de la glace, la tour de contrôle s'assure que tous les systèmes de propulsion fonctionnent bien. Ils sont déclarés opérationnels et Challenger est autorisée à voler.

Trois minutes avant le lancement, les réservoirs d'hydrogène et d'oxygène sont mis sous pression et les moteurs-fusées principaux de la navette sont chauffés. Aucun problème n'est détecté dans le compte à rebours. Six secondes avant le lancement, les moteurs-fusées de la navette sont mis à feu. À ce moment, la navette est maintenue au sol par des boulons. Sous la formidable poussée, le nez de la navette qui est attachée au sol s'incline de deux mètres puis revient à la verticale. C'est le moment où les boulons explosent et les propulseurs d'appoint sont mis à feu. Le retour en arrière n'est plus possible. Le lancement a débuté, et au sol, les contrôleurs sont tendus et espèrent que tout va se dérouler comme prévu5.

À 11h38 en heure locale, le vaisseau spatial s'arrache de la plateforme de lancement pour la vingt-cinquième mission sous les yeux des familles des astronautes, de millions de spectateurs, devant la télévision ou sur place, et sous des tonnerres d'applaudissements5.

Mise à feu des moteurs.

Challenger s'arrache de la plateforme de lancement.

La navette dépasse la tour.

— Commentateur de la NASA à la télévision Hugh Harris

Presque immédiatement après le décollage, soit 7 secondes5, la navette entame une manœuvre de pivotement pour se placer sur la trajectoire qui la mènera en orbite. L'ordre est donné par le commandant Scobee5. La manœuvre prend fin 16 secondes après le décollage5.

— Commandant Francis Dick Scobee

— CAPCOM

— PAO Steve Nesbitt

Challenger se prépare alors à rentrer dans la zone désignée sous le nom de « Max Q », la plus dangereuse de l'ascension. Cette zone est un point de dynamique maximale où les forces aérodynamiques subies par la structure sont les plus fortes. En cas de vitesse trop élevée, la navette peut se désintégrer. Pour éviter de la soumettre à des contraintes excessives pouvant aboutir à une catastrophe, on réduit la poussée à 65% sous les ordres du directeur de vol Jay Greene5. La traversée de la zone se fait sans problème détecté. De poussée réduite, les trois moteurs principaux de la navette fonctionnent parfaitement.

— PAO

Grâce à une baisse de puissance, Challenger peut traverser « Max Q » sans être soumise à des contraintes excessives.

À la 65e seconde de vol, Challenger quitte avec succès cette zone de danger maximal5. Elle entre dans la haute atmosphère allégée et peu dense. Désormais, pour échapper à la gravité terrestre, Challenger doit accélérer à plus de 28 000 km/h. Pour cela, il faut mettre les moteurs de la navette à pleine puissance. Le centre de contrôle donne l'ordre :

— PAO

— CAPCOM

— Commandant Francis Dick Scobee

Cette réponse du commandant Scobee est sa dernière communication au sol5. Soudain, à la 73e seconde de vol, immédiatement après la transmission de l'ordre, Challenger disparaît engloutie dans une immense boule de feu.

Destruction de bas en haut du réservoir externe de la navette.

Pulvérisation presque complète du réservoir externe et de la navette Challenger.

Après la désintégration, les débris commencent à retomber.

Les boosters continuent leur course sur les côtés dans tous les sens, dépourvus du guidage de la navette.

— PAO

— Pilote Michael John Smith

Cette réaction du pilote (boite déroulante ci-dessus) est la dernière transmission de la navette au sol. Le contact est ensuite rompu. L'équipe au sol est stupéfiée de même que ceux parmi les observateurs qui réalisent ce qui vient de se dérouler. Certains ne s'en rendent pas encore compte immédiatement, croyant voir la séparation des propulseurs d'appoint à poudre. C'est par exemple le cas de Barbara Morgan qui applaudit au moment de l'explosion. Voyant les débris retomber, ils finissent néanmoins par comprendre à leur tour. Aucun contrôleur au sol n'avait anticipé le drame à l'aide des données.

— PAO

Les boosters survivent au choc initial. Ici le booster droit.

Le booster gauche continue aussi sa course sans le moindre but.

À la 89e seconde de vol, Jay Greene interroge le responsable de la dynamique de vol (en anglais : Flight Dynamics Officier, abrégé en FDO)5. Le FDO répond que le radar montre plusieurs sources distinctes ce qui est la preuve inébranlable de la dislocation de Challenger.

Les boosters, intacts malgré l'explosion, continuent de voler aléatoirement, hors de contrôle et sans objectif. Présentant un danger pour le sol, ils sont auto-détruits à distance par un signal radio envoyé par le RSO à la 111e seconde de vol.

— PAO

Les débris du réservoir et de la navette retombent dans l'Océan Atlantique en laissant chacun une traînée de fumée derrière eux. Le vol est terminé. À Houston, Jay Greene obtient les coordonnées exactes de l'endroit où l'épave est retombée grâce au RSO. Il met en place les procédures de contingence au centre de contrôle de la mission6. Les portes sont verrouillées, les communications téléphoniques avec le monde extérieur coupées et des données utiles conservées et préservées grâce à une liste de contrôle. Ces mesures sont censées éviter les spéculations et communications, faire revenir les ingénieurs de vol à leur pupitre et leur faire écrire ce qu'ils ont vu, ce qu'ils ont fait et ce qu'ils ont pensé pour qu'à l'avenir un enquêteur exploite leurs écrits afin de comprendre pourquoi le vol a aussi mal tourné. La NASA part à la recherche de débris et enquête sur ce qui est arrivé.

La présence de Christa McAuliffe a suscité l'intérêt de plusieurs médias, mais la couverture médiatique du lancement en direct est restée limitée, la CNN étant la seule couverture nationale réalisée. Toutefois, le décollage a été largement diffusé en direct dans les écoles, particulièrement les 8 à 13 ans, provoquant un véritable choc puisque les enfants ont assisté à une explosion spectaculaire et dramatique à la place d'un vol historique avec une enseignante à bord.

L'accident provoque un déferlement médiatique considérable et ce moins d'une heure après le drame. La catastrophe fait les gros titres de tous les journaux de l'époque dans le monde entier à l'image des attentats du 11 septembre 2001 (avec un impact social différent). Jamais auparavant dans l'histoire des États-Unis des astronautes avaient été tués en vol. Challenger représentait ainsi une grande première et une cruelle désillusion au moment même où Christa McAuliffe allait symboliser l'ouverture de l'espace aux citoyens non professionnels.

Pour couvrir le lancement, seuls 535 journalistes ont été accrédités. Trois jours plus tard, le nombre de journalistes a été multiplié presque par trois au seul centre spatial Kennedy avec un total de 1467. 1040 journalistes ont également été comptés au centre spatial Johnson.

Dans une étude réalisée après la catastrophe, 17% des personnes interrogées ont affirmé avoir vu le lancement en direct et 85% d'entre elles ont déclaré avoir appris le désastre moins d'une heure après les faits. Les auteurs de l'étude ont rapporté que seules deux études avaient montré une propagation plus rapide de l'information. L'une d'entre elles étant celle dans l'université d’État de Kent sur le décès de Franklin Roosevelt, l'autre étant dans la ville de Dallas sur l'assassinat de John F. Kennedy.

Pendant l'intégralité de la journée où s'est déroulée le désastre de Challenger, les images de l'explosion de la navette sont retransmises inlassablement par les réseaux de télévision presque en continu. En conséquence, les Américains ainsi que plus généralement les Occidentaux étaient presque certains de voir tôt ou tard la rediffusion du lancement.

Une vaste opération de recherche et de sauvetage est immédiatement lancée. L'objectif est de récupérer le plus de débris possible pour les étudier et trouver la cause de l'accident, mais surtout de rechercher les astronautes, leur décès n'étant pas confirmé. C'est alors que les membres de l'équipe repèrent un parachute descendant du ciel. Ils espèrent que les astronautes sont encore en vie. En réalité, ce parachute est un faux espoir : il n'est attaché pas à la cabine de pilotage de la navette, mais seulement au nez de l'un des boosters. Ce n'est que l'un des débris qui continuent de retomber dans l'Océan Atlantique.

Visible sur les images de la catastrophe, la cabine de pilotage ne disposait pas de parachute. En chute libre pendant plus de deux minutes et tombée de 20 km de haut, elle a heurté l'océan à une vitesse supérieure à 300 km/h. Les astronautes, s'ils avaient survécus au choc initial, étaient condamnés...

Les sauveteurs repèrent finalement les débris du module équipage. Ceux-ci fournissent une information importante aboutissant à une dramatique découverte :

Lorsqu'elle a été pulvérisée, Challenger voyageait à deux fois la vitesse du son. En récupérant les fragments et analysant les enregistrements vidéo, la NASA doit reconstituer précisément les faits. En retrouvant la cabine de pilotage, la NASA repêche les corps des astronautes et les casques de l'équipage. Ces casques contenaient chacun un réservoir d'oxygène attaché à utiliser en cas d'urgence. En les retrouvant, les sauveteurs découvrent que trois d'entre eux, ceux de Mike Smith, de Judith Resnik et d'Ellison Onizuka, ont été activés.

C'est une découverte dramatique : cela signifie qu'au moins trois des astronautes ont survécu à l'explosion4. Ils auraient pu avoir été vivants lors de la retombée vers l'océan pendant plus de deux minutes et demi. Un parachute à bord de la cabine de pilotage ou un dispositif de sièges éjectables aurait vraisemblablement permis la survie de l'équipage.

L'opération de sauvetage récupère le plus de débris possibles.

Un décombre de la navette spatiale.

Débris du booster droit.

Un débris de Challenger repêché par l'opération.

Une fois repêchés, les débris sont déposés dans un entrepôt. Ici, ceux du réservoir externe et l'arrière des boosters au fond.

C'est la première découverte discréditant directement la NASA, très réputée jusque-là après les exploits accomplis lors du programme Apollo. L'organisation spatiale avait discuté des possibilités pour disposer des systèmes de sécurité lors de la conception de la navette. La NASA avait finalement décidé de les retirer en misant sur la présumée haute fiabilité de l'engin spatial. Une très mauvaise décision qui aura ainsi grandement contribué à conduire sept astronautes à la mort.

Le soir même de la catastrophe, le président Ronald Reagan devait faire son discours sur l'état de l'Union devant le Congrès. Il annonce initialement que celui-ci va se dérouler comme prévu, mais il le reporte finalement d'une semaine et s'adresse à un pays en état de choc devant la télévision.

Le discours du président Reagan

Nineteen years ago, almost to the day, we lost three astronauts in a terrible accident on the ground. But we've never lost an astronaut in flight ; we've never had a tragedy like this. And perhaps we've forgotten the courage it took for the crew of the shuttle. But they, the Challenger Seven, were aware of the dangers, overcame them and did their jobs brilliantly. We mourn seven heroes : Michael Smith, Dick Scobee, Judith Resnik, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis, and Christa McAuliffe. We mourn their loss as a nation together.

For the families of the seven : we cannot bear, as you do, the full impact of this tragedy. But we feel the loss, and we're thinking about you so very much. Your loved ones were daring and brave, and they had that special grace, that special spirit that says, « Give me a challenge, and I'll meet it with joy. ». They had a hunger to explore the universe and discover its truths. They wished to serve, and they did. They served all of us. We've grown used to wonders in this century. It's hard to dazzle us. But for 25 years the United States space program has been doing just that. We've grown used to the idea of space, and perhaps we forget that we've only just begun. We're still pioneers. They, the members of the Challenger crew, were pioneers.

And I want to say something to the schoolchildren of America who were watching the live coverage of the shuttle's takeoff. I know it is hard to understand, but sometimes painful things like this happen. It's all part of the process of exploration and discovery. It's all part of taking a chance and expanding man's horizons. The future doesn't belong to the fainthearted; it belongs to the brave. The Challenger crew was pulling us into the future, and we'll continue to follow them.

I've always had great faith in and respect for our space program, and what happened today does nothing to diminish it. We don't hide our space program. We don't keep secrets and cover things up. We do it all up front and in public. That's the way freedom is, and we wouldn't change it for a minute. We'll continue our quest in space. There will be more shuttle flights and more shuttle crews and, yes, more volunteers, more civilians, more teachers in space. Nothing ends here; our hopes and our journeys continue. I want to add that I wish I could talk to every man and woman who works for NASA or who worked on this mission and tell them : « Your dedication and professionalism have moved and impressed us for decades. And we know of your anguish. We share it. »

There's a coincidence today. On this day 390 years ago, the great explorer Sir Francis Drake died aboard ship off the coast of Panama. In his lifetime the great frontiers were the oceans, and an historian later said, « He lived by the sea, died on it, and was buried in it. ». Well today we can say of the Challenger crew : Their dedication was, like Drake's, complete.

— Président Ronald Reagan

Trois jours après l'accident, une cérémonie est organisée au Centre spatial Lyndon B. Johnson (JSC) situé à Houston au Texas. Le président Reagan prononce un autre discours devant les familles des victimes parlant notamment du parcours des différents astronautes un par un. En plus des familles, 6 000 employés de la NASA, plus de 4 000 invités assistent à la cérémonie. Pour les familles des victimes, c'est un moment difficile. June Scobee, veuve de Dick Scobee et Grace Corrigan, mère de Christa McAuliffe, diront avoir vécu cet instant en se sentant impuissantes. Des musiciens de l'United States Air Force chantent God Bless America alors que des avions Northrop T-38 Talon, très utilisés pour former les astronautes de la NASA, survolent le centre spatial en formation « Missing man ». La cérémonie est entièrement diffusée en direct à la télévision.

Le 3 février, soit une semaine après le drame, le président Reagan nomme une commission d'enquête chargée d'élucider les causes de l'accident et les moyens d'empêcher celui-ci de se reproduire. Cette commission va disposer de cinq mois pour enquêter et doit remettre son rapport le 6 juin prochain. Les membres suivants sont sélectionnés pour intégrer cette commission présidentielle :

William Rogers

Neil Armstrong

Sally Ride

Richard Feynman

Général Donald Kutyna

Joe Sutter

Chuck Yeager

Sally Ride, sélectionnée par Ronald Reagan pour faire partie de la commission présidentielle, est la première femme astronaute américaine à être allée dans l'espace. Elle a réalisé deux vols. Son premier vol a été la mission STS-7 en juin 1983. Son deuxième vol a été la mission STS-41-G en octobre 1984. Lors de ces deux missions, Sally Ride a été envoyé dans l'espace par la navette... Challenger !

L'objectif de la commission est donc de rechercher non pas des coupables, mais des moyens de rendre les futurs vols habités plus sûrs, tout d'abord en réussissant à expliquer l'accident de Challenger. Elle travaillera en menant des enquêtes sur place à Houston, au centre Kennedy et en tenant des audiences et témoignages publics.

La commission va toutefois devoir faire face à la discrétion et au manque d'ouverture de la NASA dont l'image va peu à peu se dégrader au fur et à mesure que l'investigation va avancer puisque cette commission va en arriver à la conclusion que non seulement la NASA s'est rendue coupable de graves erreurs en procédant au lancement de Challenger et surtout que l'organisation et l'organigramme de l'agence sont pleins de failles avec notamment les relations publiques prenant le dessus sur la réalité. Du temps où le programme Apollo permettait des alunissages, la NASA se montrait très attentive aux systèmes de survie des astronautes avec notamment la mission Apollo 13 qui fut un échec mais dont les astronautes parvinrent à survivre grâce à la NASA. Mais après l'ouverture du programme des navettes, la commission va prouver que la NASA a directement causé la perte de Challenger en mettant tout en œuvre pour accélérer la fréquence des vols au détriment de la sécurité des astronautes, prenant beaucoup de risques et sous-estimant les dangers de catastrophe.

Le 3 mars, la NASA annule officiellement toutes les missions prévues de la navette spatiale dans les dix-huit mois.

Richard Feynman, un des membres les plus connus de la commission, est un physicien. Il va occuper une place centrale dans l'enquête en tant que seul membre indépendant. Tous les autres membres de la commission font partie d'une administration comme la NASA elle-même pour Neil Armstrong ou Sally Ride. Leurs découvertes n'étant pas favorables à la NASA, ils sont en situation difficile parce qu'ils sont confrontés à ce rapport avec l'organisation dont ils font partie. Pour que la vérité se sache, ils ne dévoilent pas leurs trouvailles, mais comptent sur Feynman pour révéler la cause de l'accident au grand jour. Plusieurs membres de la commission Rogers comme le général Kutyna, collègue le plus proche de Feynman, feront des découvertes capitales qu'ils ne publieront pas directement, mais vers lesquelles ils guideront Feynman pour que ce soit lui, le seul membre indépendant, qui fasse officiellement la découverte et la publie.

Feynman avait ses propres méthodes d'investigation, très directes et dédaignant les procédures de la commission, ce qui a tendu les relations avec Rogers, le président, qui a déclaré à son propos :

— William Rogers

La NASA, peu ouverte, finit par donner à Feynman et à la commission une série d'images les mettant sur une réelle piste :

Ces deux séries de photos mettent les enquêteurs sur la piste d'un dysfonctionnement des joints toriques du propulseur d'appoint à poudre droit.

Un booster est constitué de la coiffe électronique, la tuyère orientable, ainsi que de quatre segments boulonnés. Ces segments sont assemblés par des anneaux. Pour éviter une fuite de propergol entre les segments, il faut assurer l’étanchéité des jonctions. C'est le rôle des joints toriques. La commission se rend assez rapidement compte que la défaillance d'un joint a provoqué le panache de fumée puis la flamme visibles sur les enregistrements.

La séquence de lancement a été filmée par plus de deux-cents caméras. Elle est examinée entièrement par la commission. Immédiatement après le décollage, les images révèlent une étrange fumée noire sortant de la jonction inférieure du booster droit. Le panache de fumée est visible depuis trois caméras : les caméras D67, E60 et E63. Cependant, depuis ces trois vues, la source exacte de fumée est occultée et son emplacement ne peut être déterminée avec précision.

En comparant les séquences de vidéo, la commission Rogers délimite une zone pour tenter de déterminer l'origine de la source de fumée. La zone délimitée se trouve sur la surface booster droit et mesure 1,3 m à une hauteur de 13 m. La couleur du panache est noire et une analyse plus poussée démontre que la fumée apparaît sous forme d'une spirale. Cette information tend à dire qu'un joint torique est en train de brûler.

Cependant, plusieurs ingénieurs de la NASA sont sceptiques. Selon eux, si un joint torique avait fui, Challenger aurait explosé au décollage sur la plateforme de lancement et l'analyse de la séquence ne prouve pas que les joints toriques sont bien à l'origine de l'accident. La commission doit alors examiner l'hypothèse en explorant les pistes qui pourraient expliquer leur dysfonctionnement éventuel.

Lors d'une audience, le témoignage de Roger Boisjoly et d'Allan McDonald stupéfie la commission7. Roger Boisjoly est un ingénieur de Morton Thiokol, une entreprise chargée de la construction des propulseurs d'appoints à poudre de la navette. Allan McDonald est le chef du programme booster à Morton Thiokol. Pour les deux personnes, le froid mettaient la mission en péril et ils le savaient. Leur certitude sur le risque représenté par les conditions climatiques venait d'un précédent lancement de la navette spatiale Discovery.

Le 24 janvier 1985, soit presque un an jour pour jour avant la catastrophe de Challenger, la navette spatiale Discovery décolle dans le cadre de la mission STS-51-C (dont l'un des astronautes de Challenger fait partie, Ellison Onizuka) par une température de 11,5 °C après une nuit de -3,9 °C, les conditions les plus froides jamais observées jusqu'à Challenger. Deux minutes après le lancement, la navette largue normalement ses deux boosters qui retombent dans l'Océan Atlantique où ils sont récupérés pour être réutilisés. Roger Boisjoly, sur l'un des booster, découvre que Discovery a échappé de très peu à la catastrophe. Les joints toriques avaient durci et ils ne leur restait qu'un seul millimètre d'épaisseur avant leur rupture !

La suite du témoignage des deux ingénieurs apprend qu'ils auraient essayé de reporter le lancement de Challenger en montrant les photos des joints retrouvés sur Discovery et en évoquant le problème d’étanchéité. Si leurs supérieurs les avaient écoutés, le drame aurait pu être évité !

Lors de l'audience ayant précédé le lancement, Roger Boisjoly évoque les joints retrouvés sur Discovery et recommande de ne pas lancer Challenger tant qu'il ne fera pas au moins 12 °C. Morton Thiokol se prononce dans un premier temps contre le lancement, mais au centre de vol spatial Marshall ainsi qu'au KSC, la recommandation est reçue avec colère, particulièrement par George Hardy, le n°4 de la hiérarchie au centre Marshall, ainsi que par Lawrence Mulloy, chef des boosters au centre Marshall, parlant ce soir-là depuis le KSC.

— George Hardy

— Lawrence Mulloy

Suite à ces réponses violentes, les dirigeants de Morton Thiokol décident d'interrompre la séance le temps de reconsidérer la question. Les voyant sur le point de changer d'avis, Boisjoly réitère pour les convaincre du danger qui menace Challenger et son équipage, ainsi que du désastre qui risquerait de se produire si le lancement était décidé dans des vagues de froid aussi importantes. Cependant, cette seconde explication ne suffit pas. Les quatre dirigeants réunis choisissent au vote de se prononcer pour ou contre le lancement. Les quatre votent pour et Morton Thiokol se prononce en faveur du lancement, une décision qui est cette fois-ci très bien reçue et acceptée par la NASA.

11h38, 28 janvier 1986, Challenger est lancée pour la mission qui lui sera fatale à la suite de cette décision. Ce matin-là, Roger Boisjoly et Allan McDonald s'attendent à une gigantesque explosion qui se produira bel et bien. Les astronautes à bord n'avaient aucune idée du problème des joints toriques sur les boosters : ils n'en avaient pas été informés !

Lorsqu'Allan McDonald, très critique envers les dirigeants ayant pris la décision, dévoile le débat secret aux investigateurs. Il est isolé par la NASA et sa carrière détruite. La commission présidentielle ne peut ainsi plus obtenir de renseignements sur la discussion ayant précédé le lancement et sur les joints.

Sur la partie centrale du booster repêchée le 13 avril 1986, un énorme trou se situe à l'emplacement exact où le panache de fumée et la fuite de propergol étaient apparus lors du lancement de Challenger.

L'attitude de la NASA désespère Feynman. Pour obtenir un morceau de joint torique, Feynman doit compter sur la complicité de Sally Ride, la NASA se montrant réticente à lui en donner. Ce fait ne sera révélé qu'après la mort de Sally Ride en 2012. En utilisant les morceaux de joints donnés par Sally Ride, Feynman réussit à prouver la défaillance des joints en direct devant les médias lors d'une audience télévisée.

— Richard Feynman8

Après avoir immergé un échantillon de joint torique dans l'eau glacée à 0 °C et l'avoir tordu, Feynman sort le morceau de joint qui ne reprend pas sa forme normale, ayant été durci à cause du froid et cela devant la presse qui retransmet la séance en direct. La NASA reconnaît en conséquence la responsabilité des joints toriques dans l'accident.

C'est une avancée majeure. On est désormais certains que les joints toriques sont bien les éléments responsables de la perte de Challenger et des sept membres d'équipage.

Le scénario du désastre de Challenger peut alors se peaufiner :

Sous les énormes forces aérodynamiques, le véhicule se désintègre instantanément et le dernier signal enregistré de l'équipage à bord de la navette est prononcé par Michael Smith : « Oh oh ». Challenger est à 14 km d'altitude et à 29 km de Cap Canaveral.

En réalité, la navette n'a pas explosé ! Lorsque des débris de l'orbiteur ont été repêchés dans l'océan, aucune trace d'une quelconque explosion n'a été repérée. Par ailleurs, l'analyse des débris a démontré que Challenger en elle-même n'est pas la fautive de l'accident et a parfaitement fonctionné jusqu'à sa destruction. C'est lorsque le dôme arrière du réservoir externe s'est détaché que Challenger s'est désintégrée et, en se consumant, le carburant contenu dans le réservoir et la navette s'est dispersé à l'extérieur ce qui a provoqué l'énorme nuage de fumée ayant donné cette apparence d'explosion.

Parler d'une explosion pour le désastre de Challenger est un fait largement répandu, mais cette appellation est un abus de langage.

Après les conclusions de la commission et la démonstration de la défaillance des joints toriques, un problème à élucider demeure : si les joints toriques avaient rompu, les gaz brûlants résultants de la fuite de propergol auraient enflammé l'enveloppe du booster et entraîné l'explosion de la navette sur le pas de tir ce qui n'a pas été le cas. La catastrophe n'est survenue qu'à la 73e seconde de vol ce qui signifie que la défaillance des joints toriques due aux conditions météorologiques a dû être compensée pour retarder la destruction de la navette.

Roger Boisjoly, l'ingénieur qui avait tenté d'empêcher la catastrophe, s'attendait à ce que Challenger explose sur le pas du tir. À sa surprise, la navette spatiale a dépassé la tour. Son soulagement n'est que de courte durée puisque Challenger a explosé à la 73e seconde de vol.

Les risques encourus par l'engin étaient maximaux lors des premières secondes de vol. Or Challenger a survécu à la mise à feu et au décollage, les moments critiques qui auraient du conduire à l'explosion en cas de rupture des joints. La navette, aurait-elle pu tenir suffisamment longtemps pour conduire les astronautes dans l'espaces ?

La séquence du lancement en entier et les preuves ayant permis la conclusion d'une défaillance des joints sont réexaminées. Sur les vidéos où figure le panache de fumée environ deux secondes après le décollage, la fumée apparaît puis disparaît. Pourquoi la fumée a-t-elle disparu ? Un seul élément a pu colmater la brèche : les résidus d'aluminium issus de la combustion. L'aluminium, qui augmente la température des gaz permettant d'accroître la poussée, a été ajouté au carburant des boosters à poudre dans les années 50. La combustion de ce carburant riche en alumine produit des résidus métalliques. Ce serait ces résidus qui auraient bouché le trou. En temps normal, ces résidus auraient du être évacués par les tuyères avec les gaz brûlants. Durant le lancement de Challenger, l'alumine se serait accumulée et aurait fermé le vide laissé par les joints toriques brûlés.

Ainsi, lors de la mise à feu des boosters, les joints toriques, durcis par le froid, se seraient consumés et n'auraient pas pu assurer l’étanchéité de la jonction inférieure, mais des fragments d'aluminium, résidus de la combustion, se seraient rassemblés et auraient bloqué l'ouverture, empêchant les gaz de sortir et de causer l'explosion du vaisseau spatial sur le pas de tir. Cette trouvaille soulève néanmoins une deuxième question. Si l'étanchéité a pu être assurée par l'alumine, pourquoi Challenger a-t-elle « explosé » à la 73e seconde de vol ?

En revenant sur la fuite observée durant la traversée de la zone de pression dynamique maximale à 58 secondes après le décollage, il est constaté qu'après son apparition, les données de télémétries, mesurées par plus de 2 000 capteurs positionnés sur la navette, révèlent une chute de pression dans le booster droit de 44,7 à 43 kg/cm². Cette chute de pression signifie que les scories ont été délogées et que les gaz chauds se remettent à s'échapper par le trou.

En effectuant le parallèle entre l'apparition de la flamme et l'entrée de Challenger dans la zone « Max Q », il est émis l'hypothèse que le bouchon de combustible solide a pu être expulsé à cause des forces aérodynamiques subies par la structure durant la traversée de la zone. L'hypothèse tient debout, mais elle ne peut être prouvée. En effet, le centre de contrôle avait correctement réduit la poussée des moteurs à 65%. Les forces subies par Challenger avaient ainsi été affaiblies et les contraintes auxquelles la navette était soumise n'étaient pas au dessus des limites acceptables.

Cependant, un rapport rédigé pour le compte de Morton Thiokol indique que sur les images, la fumée émise par Challenger a momentanément pris une forme de zigzag avant de retrouver une forme de ligne droite juste avant l'« explosion ». La forme de cette traînée pourrait signifier que Challenger a été frappée par un fort vent latéral au cours de son lancement. Initialement, la théorie ne convainc pas parce que des météorologues travaillant pour la NASA avaient envoyé des ballon-sondes le matin du lancement pour réaliser un contrôle des conditions météorologiques. Les ballon-sondes envoyés n'ont pas relevé de tels vents latéraux. Toutefois, ces derniers ayant dérivé de plus de 60 km dans la direction du vent au fur et à mesure qu'ils prenaient de l'altitude, il est envisagé qu'ils aient pu rencontrer des conditions différentes de celles de Challenger.

En examinant les données de télémétrie enregistrées montrent que les moteurs principaux de la navette ont effectué une rotation de 2° pour corriger la trajectoire. Le système d'orientation de la navette ont donc réagi à une forte force externe. C'est une preuve que Challenger a été déviée par des vents latéraux.

Une deuxième preuve de l'existence de ce vent latéral conforte l'hypothèse. L'accéléromètre de Challenger chargé de la mesure des forces latérales a fourni une valeur anormale : la courbe graphique est restée plate sur l'instant correspondant. Il existe deux possibilités pour expliquer cette donnée : soit il s'agit d'une erreur des instruments de mesure, soit les vents latéraux ont été si violents que la valeur était en dehors de l'échelle.

Selon un témoignage de pilotes, un avion (supposé être le vol 677 Eastern Airlines) aurait survolé le pas de tir une demi-heure avant le lancement. Celui-ci, au moment de survoler Challenger sur sa plateforme de lancement, aurait rencontré une forte perturbation causée par de violents vents latéraux. Au cours de son lancement, Challenger s'est probablement exposée à ces mêmes vents latéraux.

En pénétrant dans des courants aériens aussi forts que certains ouragans, les résidus d'alumine sont expulsés. Les gaz chauds jaillissent, s'attaquent au support liant le booster au réservoir externe, le font céder avec le dôme arrière du réservoir externe et le drame est provoqué. Les causes de la catastrophe de Challenger ont été élucidées.

L'élément technique ayant entraîné la catastrophe est un joint torique censé assurer l'étanchéité de la jonction inférieure du propulseur d'appoint à poudre droit qui n'était pas adapté au froid. Fragilisé, durci et dépourvu d'élasticité par des températures bien inférieures à la limite 4,4 °C, il a brûlé et cédé à l'allumage. Au décollage, des petits résidus de la combustion en aluminium se sédimentent à la place du joint brûlé et comblent le trou ce qui évite la catastrophe sur le pas de tir.

Près d'une minute après le décollage (58 secondes), Challenger est heurtée par un puissant flux d'air latéral qui éjecte le bouchon de résidus. La brèche est ré-ouverte et le propergol jaillit à grande vitesse en tapant le support reliant le booster au réservoir.

65 secondes après le décollage, le bas du réservoir externe, attaqué par la fuite dans le booster, est percé et l'hydrogène liquide fuit à son tour, ce qui est visible par le changement de couleur de la flamme.

70 secondes après le décollage, le support reliant le booster au réservoir externe est rompu. Toute la structure est déséquilibrée. Le booster droit est entraîné par la fuite de propergol et commence à tourner par rapport au support avant, toujours fixé au réservoir. Le dôme à l'arrière du réservoir est éjecté ce qui consume le carburant à grande vitesse.

73 secondes après le décollage, l'aile de la navette est arrachée par la rotation du booster droit ; le nez de celui-ci vient percuter l'avant du réservoir externe et l'accélération (d'une intensité de 10 g) provoquée par la chute du dôme arrière désintègre la navette et le réservoir externe (5 g de résistance maximale) alors que les deux boosters y résistent et volent librement (20 g de résistance maximale) jusqu'à leur auto-destruction commandée à distance.

Le compartiment de l'équipage tombe en chute libre dans l'Océan Atlantique, faisant subir aux astronautes une décélération fatale de 200 g. Les astronautes ont pu avoir perdu conscience ou non pendant les deux minutes et demi de chute libre9.

Si les joints toriques ont été identifiés comme les éléments techniques ayant conduit à la catastrophe, Richard Feynman, dont la démonstration en pleine audience télévisée a prouvé la responsabilité des joints toriques, est très critique à l'encontre de la culture d'entreprise de la NASA en matière de sécurité10.

De nombreuses erreurs de prise de décision ont été relevées à l'encontre de la NASA par la commission présidentielle. Ces erreurs ont été l'objet de nombreuses analyses. La NASA avait prédit que la navette spatiale réutilisable serait capable de réaliser 60 vols par année, soit plus d'un vol par semaine. Cependant, la navette était un engin expérimental qui a généré de nombreux problèmes techniques et qui n'a jamais pu dépasser le rythme de 9 vols par année. Cette situation a engendré une très forte pression interne. La structure s'est efforcée d'accepter des risques pour respecter le calendrier de vol. Aucun des risques acceptés n'a eu de conséquence grave lors des premiers vols, ce qui a conduit à son acceptation complète comme faisant partie du processus. La sociologue Diane Vaughan a appelé ce phénomène la « normalisation de la déviance ». En se livrant à ses pratiques, la NASA a installé en son sein une culture du risque, en repoussant toujours plus les limites11.

Au cours de l'enquête, Richard Feynman a demandé séparément aux ingénieurs et aux managers quelle est la probabilité qu'un accident survienne en vol avec la navette spatiale. Les managers ont estimé que la probabilité est d'1/100000, soit un accident tous les 100 000 vols. Chez les ingénieurs, cette évaluation donne un chiffre très supérieur de plus de 1/100, donc plus d'un accident tous les 100 vols10.

Le rapport d'enquête de la commission présidentielle est publié en juin 1986, soit quatre mois après la catastrophe. Il accuse la NASA d'avoir omis de nombreux signaux d'alarme qui auraient dû éveiller ses soupçons depuis plusieurs années au sujet de la fiabilité des boosters.

Avec ses méthodes directes, Richard Feynman menace directement de retirer son nom du rapport officiel si la commission n'accepte pas de publier ses propres constats, qui sont finalement publiés dans l'annexe F10 avec sa conclusion finale restée célèbre :

— Richard Feynman

[...]

If a reasonable launch schedule is to be maintained, engineering often cannot be done fast enough to keep up with the expectations of originally conservative certification criteria designed to guarantee a very safe vehicle. In these situations, subtly, and often with apparently logical arguments, the criteria are altered so that flights may still be certified in time. They therefore fly in a relatively unsafe condition, with a chance of failure of the order of a percent (it is difficult to be more accurate).

Official management, on the other hand, claims to believe the probability of failure is a thousand times less. One reason for this may be an attempt to assure the government of NASA perfection and success in order to ensure the supply of funds. The other may be that they sincerely believed it to be true, demonstrating an almost incredible lack of communication between themselves and their working engineers.

[...]

— Richard Feynman

La commission présidentielle publie le 9 juin 1986 un rapport volumineux de 225 pages qui détaille les problèmes techniques et les erreurs managériales ayant conduit à la catastrophe. Le rapport se termine par un ensemble de neuf recommandations sévères12 :

Ces recommandations sont lourdes de conséquence, en particulier la recommandation n°8. La NASA avait toujours souhaité maintenir un contrôle sur les activités spatiales. L'objectif initial de l'engin réutilisable de lancer un tir par semaine et de démocratiser l'espace se voyait définitivement condamné. Désormais, de nouveaux lanceurs jetables reviendraient sur le marché : le lanceur Titan IV, dont la conception avait déjà commencé avant la catastrophe de Challenger pour servir de complément à la navette, récupérera finalement la majorité des missions prévues, de même que les fusées Ariane dont le succès inattendu aura été favorisé par l'échec des objectifs initiaux de la navette et la catastrophe de Challenger.

L'enquête a nécessité d'importants moyens technologiques. L'explosion de Challenger est également une catastrophe financière. Dans l'histoire, Challenger reste le cinquième accident technologique le plus couteux avec 5,5 milliards de dollars américains dépensés derrière la catastrophe de Tchernobyl en 1986, le naufrage du pétrolier Prestige en 2002, la catastrophe de Columbia en 2003 et l'explosion de Deepwater Horizon en 2010.

Après la catastrophe de Challenger, le Pentagone cesse de soutenir le programme de la navette. Toutes les missions militaires prévues sont annulées, ce qui représente une baisse d'un tiers des missions de la navette spatiale. La taille de l'engin avait pourtant été dictée par le Pentagone, ainsi que la taille de la soute qui correspondait à celle des satellites militaires. Une base de lancement à Vandenberg qui devait répondre aux besoins militaires allait également être inaugurée, mais elle ne sera jamais utilisée. Cette nouvelle est suivie d'une seconde interdiction lors d'un décret signé par le président Ronald Reagan qui interdit à la navette d'envoyer des satellites commerciaux. Ainsi, la catastrophe met un terme aux carrières commerciale et militaire de la navette ce qui se traduit par la disparition pure et simple de deux tiers des missions de la navette spatiale. Il ne lui reste donc plus, après la catastrophe de Challenger, que les missions scientifiques et la future Station spatiale internationale.

Les vols de la navette spatiale reprennent le 29 septembre 1988 avec la mission STS-26 envoyée dans l'espace par la navette spatiale Discovery. Pour remplacer Challenger, la navette spatiale Endeavour est commandée en 1987 et effectue son premier vol le 7 mai 1992 lors de STS-49. La navette place en orbite les six derniers satellites du Département de la Défense. Les sondes Galileo et Ulysses, dont les lancements étaient prévus avant la catastrophe, sont finalement envoyées dans l'espace avec du retard par la navette car leur conception ne leur permettait pas d'être lancées par les lanceurs jetables classiques. Bien que le lancement du télescope spatial Hubble ait été lui aussi retardé par la catastrophe, celui-ci a finalement lieu le 24 avril 1990 par la navette spatiale Discovery13,14. L'histoire du télescope spatial Hubble sera l'un des plus grands moments de gloire de la navette spatiale. En effet, les images prises par le télescope étaient floues à cause d'un problème de courbure d'un miroir à l'intérieur de l'appareil. La résolution de ce problème sera l'objectif d'une mission spectaculaire. La remplaçante de Challenger, Endeavour, décolle le 2 décembre 1993 et l'équipage de l'astronaute Story Musgrave installe un dispositif de correction à l'intérieur du télescope, ce qui permet sa réparation. Le télescope donne des images historiques d'objets du ciel profond. La succès de cette mission permet à la NASA de redorer son blason et de restaurer l'image de son programme spatial15.

L'équipage de la mission de sauvetage du télescope Hubble STS-61.

Le décollage d'Endeavour.

La réparation d'Hubble.

La galaxie M100 avant et après la correction du miroir.

Depuis la catastrophe de Challenger, le nombre de missions réussies s'allonge. La NASA se remet à croire que la navette est devenue fiable si bien qu'en 1996, elle décide de laisser le secteur privé mener les opérations16. Du personnel NASA est donc licencié et les effectifs d'ingénieur se réduisent considérablement, ce qui sera ultérieurement analysé comme une importante perte de savoir-faire et de compétences techniques de l'agence spatiale américaine.

En 1998, commence la construction de la Station spatiale internationale (ou ISS). Devant les menaces de suppression du financement du programme par le Congrès, le calendrier de vol se charge de nouveau et l'ambiance au sein de la NASA est soumise une nouvelle fois à de fortes pressions internes. La NASA prévoit de mettre fin aux missions scientifiques pour se concentrer à la construction de l'ISS.

La mission STS-107 de la navette spatiale Columbia prévue en 2001 doit être la dernière mission exclusivement scientifique non liée à l'ISS. Elle décolle finalement le 16 janvier 2003 avec un retard important. Après le décollage, la chute d'un morceau de mousse isolante sur le réservoir externe rouge de la navette suscite des inquiétudes au sol. Les ingénieurs craignent que la chute de mousse ait endommagé le bouclier thermique de la navette. Leur inquiétude est insuffisamment prise au sérieux17. Pourtant, l'impact avait bien provoqué un trou béant dans le bord d'attaque de l'aile si bien que l'orbiteur était exposé à la chaleur de la rentrée dans l'atmosphère. Le 1er février 2003, Columbia se désintègre en rentrant dans l'atmosphère, tuant sept autres astronautes. L'enquête repère les nouvelles défaillances managériales dont les similitudes avec celles commises à l'époque de Challenger sont frappantes ; elle tourne rapidement au réquisitoire contre l'agence spatiale, contre ses méthodes, contre ses choix technologiques et contre l'arrogance de sa culture d'entreprise18.

Photo de l'équipage.

L'équipage dans l'espace.

Image au sol de Columbia en train de se désintégrer.

Débris de Columbia.

La commission d'enquête.

Cet accident est celui de trop pour le programme. En 2004, le président George W. Bush annonce la retraite définitive de la navette spatiale en 2010 une fois achevée la construction de l'ISS. La dernière navette Atlantis atterrit le 21 juillet 2011, marquant la fin d'une ère spatiale qui aura duré trente ans18. Sur 135 vols de la navette spatiale, deux auront conduit à une catastrophe avec la perte de tout l'équipage ce qui représente 1,6 % d'échec. Au final, Richard Feynman était tout près du compte.

États-Unis : Navette spatiale américaine (retraitée) - Enterprise OV-101 (démonstrateur exposé au musée) • Pathfinder OV-098 (maquette) • Columbia OV-102 (détruite en vol) • Challenger OV-099 (détruite en vol) • Discovery OV-103 (retraitée au musée) • Atlantis OV-104 (retraitée au musée) • Endeavour OV-105 (retraitée au musée) 
 Union soviétique : Bourane (annulée) - OK-M OK-0.01 (démonstrateur) • OK-GLI OK-0.02 (démonstrateur exposé au musée) • OK-KS OK-0.03 (démonstrateur) • OK-MT OK-0.04 (démonstrateur) • OK-TVA OK-0.05 (démonstrateur) • OK-TVI OK-0.06 (démonstrateur) • OK-0.08 (démonstrateur) • OK-ML1 OK-0.15 (démonstrateur) • Bourane OK-1.01 (détruite au sol) • Ptichka OK-1.02 (entreposée au hangar) • Baïkal OK-2.01 (stationnée en aéroport) • OK-2.02 (entreposée et abîmée) • OK-2.03 (désassemblée) 
 France : Hermès (abandonnée) 
 Russie : Kliper (abandonnée)

28°38′24″N 80°16′48″O / 28.64, -80.28