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Nach etwa 76 Sekunden sieht man Teile des Orbiters, Feuer, Rauch und den verdampfenden Flüssigtreibstoff aus dem externen Tank. Die linke Feststoffrakete fliegt ungesteuert weiter. Die rotbraune Wolke umhüllt den zerstörten Orbiter. Am 28. Januar 1986 hat Nachtfrost die normalerweise weichen Dichtungsringe, die die Segmente der Feststoffraketen (Solid Rocket Booster – SRB) verbinden, härten lassen. Durch die Zündung der Feststoffraketen wirken plötzlich erhebliche Kräfte auf die Raketenhülle und besonders die Verbindungen ein. Durch die Fehlfunktion der Verbindungen während des Starts konnten heiße Gase aus den Nahtstellen der Raketen austreten. Während des Aufstiegs der Challenger zerstörten diese austretenden Gase die Hülle des externen Tanks wie eine Schweißflamme. Es wird angenommen, dass der externe Tank an verschiedenen Stellen beschädigt wurde, beginnend an den Fehlerstellen der Feststoffraketen. Die nur wenige Millisekunden andauernde Kettenreaktion endete in einer massiven Explosion. Der Orbiter wurde durch die Explosion unmittelbar mit Überschallgeschwindigkeit abgestossen. Hierdurch wurde der Orbiter komplett zerstört. Die Beschleunigungskräfte durch die Abstossung des Orbiters konnten vermutlich überlebt werden, der Aufschlag auf die Meeresoberfläche aber nicht. Alle sieben Besatzungsmitglieder starben.