美國航天計劃取得了巨大的成功，但也經歷過多次驚心動魄的事故， 導致航天員批量傷亡。其中1967 年 1 月 27 日"阿波羅"1 號飛船指令艙大火、1986 年 1 月 28 日"挑戰者"號航天飛機起飛爆炸和 2003 年 2 月 1 日"哥倫比亞"號航天飛機返程解體，是三次最嚴重的事故。
"阿波羅"I 號指令艙大火
1966 年 3 月 31 日，蘇聯發射了"月球"10 號探測器，幾天後，探測器進入環 繞月球飛行的橢圓軌道，成為首個環月飛行的月球探測器。爭奪人類首次登月的競賽形勢逼人，美國航空航天局決定儘快進行"阿波羅"1 號 的發射任務。1967 年 1 月 27 日， "阿波羅"I 號機 組 人 員 準 備飛行前發射模擬試驗，確定運載火箭僅靠內部動力是否工作，特別是要檢驗"阿波羅"飛船的指令艙，以確定其合理性。下午 1:00， 機組人員進入機艙，2:50 封閉艙門， 用 100% 氧氣把機艙充壓到 16.2 磅 / 平 方英寸。航天員和 1000 個發射人員進 行連續 3 小時的模擬試驗。到下午 6:00，飛行器最終切換到 內部動力源，檢查環境控制系統和電 子設備，以及試驗緊急撤出過程。6:30 ，遙測突然顯示一次電激。這時， 大家都不知道指令艙內航天員格里索姆座位下出現短路，火花在 100% 氧氣的指令艙燃起大火。通過對話機，航天員查菲傳出"起火了，我聞到火的味道！"的叫聲。5 秒鐘後格里索姆又傳出："著火啦，機艙著火啦！"在 6:31，查菲最後傳出："我 們遭大火啦！讓我們出去！我們被燒了！"就在這時候，乘員艙腹部炸開，指令艙變成一個無路可逃的地獄。北美航空公司的工作人員奮力搶救航天員，但是太晚了，他們已經全部犧牲。
航天員維吉爾·格里索姆，愛德華·懷 特，羅傑·查菲
事故後，成立了"阿波羅 事故調查委員會"。儘管事故責任的確定很複雜，但是調查 組認為北美航空的指令艙設計、工作間和質量控制有諸多問題，艙門沒有采用爆炸螺栓，開門要 90 秒，乘員無法緊急撤出。三位航天員並非被火燒死，而是吸入濃煙致死。
"挑戰者"號航天飛機起飛爆炸
"挑戰者"號航天飛機原定 1986 年 1 月 22 日發射，經過 6 次推遲，確定為28 日。這天早晨，成千上萬參觀者聚集到肯尼迪航天中心，等待目睹"挑戰者"騰飛的壯觀景象。28 日上午 11 時 38 分，聳立在發射架上的 "挑戰者"號點火升空，直飛天穹，觀眾一片歡騰。起飛後 58.788 秒，右側固體火箭尾部支架處出現煙羽。一秒內，煙羽變得明顯而劇烈。在 60.238 秒，可以在視覺上觀察到從接縫處逸出的火焰，同時開始灼燒外掛燃料箱。在計算機控制下，主發動機噴嘴開始繞軸轉動，試圖補償助推器產生的衝力不平衡。 對航天員與地面飛行控制員來說，這個階段的飛行看上去似乎是正常的。於是， 在68秒時，任務控制中心的太空艙通信員通知航天員"執行加速"，機長迪克·斯科比確認了這個命令，答："收到，執行加速。"這是"挑戰者"號空對地的最後一次通話。 到 73.162 秒，航天飛機在 14.6 公里高度突然傳來一聲悶響，只見"挑戰者" 號頃刻之間爆裂，形成一團橘紅色火球，碎片拖著火焰和白煙四處飄灑，墜落到大西洋。
"挑戰者"發射後 空中解體
"挑戰者"號罹難者
"挑戰者"號航天飛機七名乘員全部罹難，他們是：史密斯、斯科比、麥克奈爾 、鬼冢、麥考利芙、傑維斯、 雷斯尼克。
"挑戰者"號事故後，成立了"羅傑斯委員會"， 負責調查工作。委員會由前國務卿威廉·羅傑斯擔任主席。"羅傑斯委員會"的調查報告強烈地批評了"挑戰者"號的發射決策過程，認為它存在嚴重的瑕疵。報告明確地指出，NASA 的管理層並不知道塞奧科公司最 初對 O 型環在低溫下的功能的憂慮，也不瞭解國際洛克維爾公司提出的大量冰雪堆積在發射臺上會威脅到發射的意見。
"挑戰者"號的失事，使美國的航天事業受到沉重打擊，事故把航天飛機計劃推遲 32 個月，直到 1988 年 9 月 29 日，才恢復航天飛機飛行。
"哥倫比亞"號航天飛機返程解體
"哥倫比亞"號航天飛機於 2003 年 1 月 16 日從肯尼迪航天中心升空，這 是"哥倫比亞"號航天飛機自 1981 年 4 月 12 日首飛以來的第 28 次飛行。"哥倫比亞"號航天飛機計劃在美國東部時間 2003 年 2 月 1 日上午 9:16 著陸。
根據過去"哥倫比亞"號的飛行經驗，地面飛行控制隊伍沒有特別擔心發射升空時碎片撞擊左機翼前緣，把返航看成和往常一樣。氣象預報評估了肯尼迪航天中心著陸場氣象條件，所有氣象觀察和預報都在要求範圍內，就等著"哥倫比亞"歸來。 2003 年 2 月 1 日8:10，"哥倫比亞"號航天飛機在印度洋上空，高度 282 公里，地面控制人員命令"哥倫比亞"脫離軌道點火。 8:44:09，"哥倫比亞"在太平洋上空，高度 120 公里，開始進入大氣。機翼前緣溫度不斷上升。 8:53:26，"哥倫比亞"進入加利福尼亞西海岸線，速度 23 馬赫，高度 70.6 公里，這時軌道器翼前緣達到 1540°C 以上。 8:54:25，"哥倫比亞"進入內華達州上空，速度 22.5 馬赫，高度 69.3 公里。 觀眾多次看到閃光。 8:58:20，"哥倫比亞"進入得克薩斯州，速度 19.5 馬赫，高度 63.9 公里。 這時軌道器脫落一塊防熱系統瓦。 8:59:32，收到航天員的最後不完整聲音和最後遙測信號。 9:00:18，地面拍攝的影像表明軌道器正在解體。軌道器解體前，"哥倫比亞" 的乘員艙壓力正常，航天員能正常活動。 9:05，得克薩斯州中部偏北居民聽到爆炸，達拉斯東南上空飄落碎片。 9:12:39，得到解體報告後，航天局飛行指揮宣佈出事，七名航天員全部遇難。
"哥倫比亞"號殘骸
事故後，成立了由航天專家組成的"哥倫比亞"號事故調查委員會，詳細調查"哥倫比亞"號事故。2003 年 8 月 26 日"哥倫比亞"號事故調查委員會出爐了它的事故報告。 報告確認了事故原因是發射時泡沫塊脫落引起左翼前緣加強碳瓦裂口。再入大氣時的高溫穿透機翼，破壞支撐結構，使其餘結構解體。
"如果我們死了，請大家不必大驚小怪，就把它當成一件普通事。因為我們從事的是一種冒險事業，我們希望不要影響整個計劃和進程，探索太空是值得冒生命危險的。"這是"阿波羅"1 號航天員維吉爾·格里索姆的遺言，它激勵著無數後來人繼續他的未竟事業。
