Dit is de wiskunde die Katherine Johnson - een van NASA's verborgen figuren - tot een legende maakte
Johnson, die maandag op 101-jarige leeftijd stierf, deed baanbrekend werk om astronauten veilig naar de aarde terug te brengen.
Katherine Johnson, die maandag op 101-jarige leeftijd stierf, was in veel opzichten een pionier: ze was een vroege werknemer van NASA (en werkte zelfs bij het bureau dat eraan voorafging), en een Afro-Amerikaanse vrouw die werkte in een veld dat enorm werd gedomineerd door blanke mannen . Ze was ook een pionier omdat haar werk hielp om mensen in de ruimte te brengen en ze veilig naar huis op aarde terug te brengen.
Voordat hij beroemd werd in de popcultuur met het boek en de film Verborgen figuren , voordat hij de Presidential Medal of Freedom ontving, creëerde en berekende Johnson enkele uiterst belangrijke vergelijkingen om Amerika's avonturen in de ruimtevlucht succesvol te maken. Zoals Bill Barry, hoofdhistoricus van NASA, vertelde de Washington Post in een overlijdensbericht: als we teruggaan naar de maan of naar Mars, gebruiken we haar wiskunde.
Dit is wat ze deed en waarom ze nog lang herinnerd zal worden.
NASA gaf Johnson landingszones. Ze ontdekte hoe ze een ruimtevaartuig daar kon krijgen.
In de jaren zestig had NASA ontdekt hoe een mens aan boord van een raket de ruimte in kon worden gelanceerd. Dat was een buitengewoon indrukwekkende prestatie. Maar het was net zo moeilijk om die mens weer veilig op aarde te laten landen.
Een van de lastigste dingen: het ruimtevaartuig kon niet zomaar ergens landen. Als een astronaut in een verlaten hoek van de oceaan zou landen, zonder enig land in zicht, zou het vermoedelijk dagen duren om gered te worden (als het al wordt gered).
Dit betekent dat Johnson het hele traject van de vlucht moest berekenen - waar het begon, hoe snel het ging en waar het zou landen. De missies om mensen naar de ruimte en terug te sturen moesten nauwkeurig en gechoreografeerd zijn. De wiskunde van Johnson maakte die choreografie mogelijk.
Ze legde haar werk het beste uit in haar eigen woorden: in het begin, toen ze zeiden dat ze wilden dat de capsule op een bepaalde plaats naar beneden zou komen, probeerden ze te berekenen wanneer het zou moeten beginnen, zei Johnson in een NASA-rapport uit 2008 interview . Ik zei: ‘Laat mij het doen. Jij vertelt me wanneer je hem wilt hebben en waar je hem wilt laten landen, en ik doe het achterstevoren en zeg je wanneer je moet opstijgen.' Dat was mijn sterkste punt.
En dus berekende ze het traject voor de historische vlucht van Alan Shepard in 1961 die de eerste Amerikaan in de ruimte bracht en hem in de Atlantische Oceaan landde.
Maar er zouden grotere uitdagingen komen. Shepar bezocht de ruimte, maar hij werd niet in een baan rond de aarde gebracht. Hij ging naar boven en kwam naar beneden. Vliegen, in wezen, in een eenvoudige parabolische boog.
Een baan om de aarde - met het ruimtevaartuig de aarde omcirkelen - is moeilijker.
In een baan om de aarde bevindt zich niet alleen het ruimtevaartuig bewegen met 17.000 mph , de aarde beneden is ook in beweging en roteert om zijn as.
Hier was de uitdaging van Johnson hetzelfde. Ze moest een landingszone nemen voor een in een baan om de aarde draaiend ruimtevaartuig, en achteruit rekenen: uitrekenen hoe het ruimtevaartuig daar zou aankomen.
Ze deed dit werk om zich voor te bereiden op de historische missie van astronaut John Glenn in 1962, toen hij de eerste Amerikaan werd die een baan om de aarde maakte.
Dit werk betekende het jongleren met veel verschillende variabelen: waar de raket opsteeg, waar hij de aarde binnenkwam, hoe snel hij in zijn baan bewoog, de rotatie van de aarde eronder, de hoek waaronder hij de aarde zou moeten terugkeren, en de locatie van de stortplaats.
Toen ze erachter kwam, werd ze de eerste vrouw die ooit co-auteur was van een onderzoekspaper bij NASA. Gerechtigd Bepaling van de azimuthoek bij burn-out voor het plaatsen van een satelliet boven een geselecteerde aardpositie, het papier - met co-auteur Ted Skopinski - eigenlijk verklaart waar een ruimtevaartuig in een baan om de aarde zijn terugkeerraketten moet afvuren om op een bepaald deel van de aarde te landen.
Het is bekend dat, voordat Glenn zijn eerste orbitale ruimtevlucht maakte, hij Johnson verzocht alle orbitale wiskunde van de missie met de hand te controleren - een beetje wantrouwend tegenover de nieuwerwetse elektronische computers die NASA had geïnstalleerd om het werk te doen.
Glenns vlucht, en de wiskunde die het mogelijk maakte, was het onderwerp van de film uit 2016 Verborgen figuren , waarin Johnson, evenals andere Afro-Amerikaanse vrouwen die bij NASA werken, in de schijnwerpers worden gezet te midden van een grotendeels blank en mannelijk personeelsbestand.
Maar het werk van Johnson stopte daar niet. Ze werkte aan het Apollo-programma, dat voor het eerst mensen naar de maan bracht: haar berekeningen waren van cruciaal belang om de maanlander om een back-up te maken met de commandomodule in een baan rond de maan. Ze werkte later aan het spaceshuttle-programma, evenals aan satellieten, voordat ze in 1986 met pensioen ging. Tegenwoordig is er een computationele onderzoeksfaciliteit bij NASA's Langley campus naar haar vernoemd .
Johnson's beroemdheid kwam laat in het leven, maar het is ook belangrijk
Haar wiskunde is een belangrijke erfenis. Maar dat geldt ook voor de erfenis van haar recente beroemdheid. Te lang waren de bijdragen van Johnson aan het ruimteprogramma onbekend bij het publiek. Het verhaal van Amerika's succes in de ruimtewedloop is grotendeels verteld door de verhalen van de mannen bij NASA. Maar Johnson was er ook. En het is belangrijk om dat te onthouden.
Het publiek heeft behoefte aan meer diverse rolmodellen in de wetenschap. Als je nadenkt over wat een wetenschapper bedoelt, denk je waarschijnlijk aan een Einstein figuur — een man in een lab of aan een schoolbord met pluizig, onverzorgd haar, zoals mijn Vox-collega Julia Belluz heeft geschreven . Als je aan de stem van een wetenschapper denkt, zou je Neil deGrasse Tyson of Carl Sagan kunnen oproepen. Met deze stemmen en beelden die zo alomtegenwoordig zijn in onze cultuur, is het gemakkelijker om 'wetenschapper' te associëren met 'man' - en in het bijzonder 'blanke man'.
Vrouwelijke wetenschappers houden van Vera Rubin , Nettie Stevens , Henrietta Leavitt , Rosalind Franklin , zouden Johnson en zoveel anderen net zo beroemd moeten zijn. Tegenwoordig zijn te veel vrouwen – en minderheden – voel me nog steeds onwelkom in vele hoeken van de wetenschap. Johnson's nalatenschap laat zien dat ze het volste recht hebben om daar te zijn.
