哥倫比亞號的機鼻先由德州州警發現並通報ＮＡＳＡ。ＮＡＳＡ派出的搜索小組將部分埋在土裡的機鼻挖出。現場一名協調官員表示，整個機鼻大致完整。這是殘骸搜索工作迄今最大發現。從哥倫比亞號一日失事到三日下午，共有一萬二千片殘骸被尋獲，但都屬於小型殘骸。這些殘骸散佈面積大於愛爾蘭的面積，其中包括德州與路易斯安那州州界的多雷多水庫，搜索人員必須帶著聲納設備潛入水裡尋找殘骸。
與此同時，哥倫比亞號的失事調查工作亦如火如荼進行。紐約時報指出，ＮＡＳＡ調查工作快馬加鞭進行，提供的資訊量也很龐大，與一九八六年的挑戰者號調查牛步形成對比。ＮＡＳＡ三日表示將檢討哥倫比亞號升空時，外部油箱隔熱泡綿脫落擊中太空梭左翼造成的影響。太空計畫主管迪德莫表示，ＮＡＳＡ將徹底分析隔熱泡綿脫落造成的影響，以瞭解當初是否錯判。
ＮＡＳＡ是在哥倫比亞號十六天任務中的第十二天完成評估報告。報告指出，哥倫比亞號上月十六日升空後，一片面積約五十．八公分乘四十．六公分、厚度約十五．二公分、重量約一公斤的油箱殘片擊中太空梭左翼下方，ＮＡＳＡ以電腦模擬各種可能的撞擊方式及力道後，認為可能對包覆在機體最外層的耐熱陶片造成「大範圍的損害」，但「無礙飛行安全」。
另一方面，ＮＡＳＡ的工程師正在深入查證隔熱泡綿脫落與哥倫比亞號解體爆炸前左翼溫度升高及左側阻力加大之間的「遺失環節」。迪德莫表示，調查小組假設外部油箱的隔熱泡綿脫落是哥倫比亞號爆炸的根本原因，但它最後如何釀成失事的過程仍有待釐清。
迪德莫指出，ＮＡＳＡ工程人員迄今對於為何太空梭失聯前，機體左側溫度升高、機身阻力增加感到不解。因此ＮＡＳＡ將全力搜尋太空梭右側的機身殘骸進行比對研究。ＮＡＳＡ也對於掉落在新墨西哥州、亞利桑那州及加州的殘骸特別注意，因為據一位加州業餘天文學家指出，他看見太空梭在加州上空時就已經開始掉落零件。
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