2019-01 HistoRik over ... Katherine Johnson


Katherine Johnson  (°1918)

Katherine Johnson is misschien niet bekend bij het grote publiek, maar deze dame verdient zeker haar aanwezigheid in onze rubriek. Ze was immers net zoals de veel bekendere astronauten ook een pionier van de Amerikaanse bemande ruimtevaart vanaf het Mercury- tot het Apollo-programma.

De vlucht van Apollo 8 rond de Maan vond plaats in december 1968, vijftig jaar geleden dus, en daarom een uitzonderlijke gelegenheid om Katherine te eren.

Als Afro-Amerikaanse zat ze in een team met andere Afro-Amerikaanse vrouwen, allemaal rekenaarsters om trajecten van ruimtevluchten te berekenen alvorens dat werk jaren later grotendeels werd overgenomen door computers.

Door hun etnische afkomst heeft dat echter nooit voldoende in de belangstelling gestaan en was het zelfs bij de NASA niet algemeen bekend. Enkel nauwbetrokkenen zoals vluchtleiders en astronauten kenden en apprecieerden het werk van deze vrouwen. Door haar kennis, gedrevenheid en toewijding werd Katherine Johnson de belangrijkste verantwoordelijke van deze groep rekenaarsters.

Katherine_Johnson_at_NASA%2C_in_1966.jpg

 

Een groot talent voor wiskunde

Ze werd geboren als Katherine Coleman op 26 augustus 1918 in een stadje in West Virginia als jongste van vier kinderen. Haar vader was een landbouwer die soms bijkomende klusjes deed als conciërge en haar moeder was een lerares met een talent voor wiskunde. Katherine vertelde zelf dat ze reeds als kind interesse had in wiskunde. Ze telde gewoon alles: het aantal stappen, het aantal borden bij de afwas, enz.

De vader wou absoluut dat zijn kinderen konden studeren. Na het lager middelbaar moest Katherine naar een school op 180 km van huis aangezien er dichterbij voor Afro-Amerikaanse kinderen geen scholen waren. Vader Coleman bleef thuis en de moeder trok met haar kinderen naar een woonst nabij de nieuwe school van Katherine. Soms begeleidde de hoofdonderwijzer Katherine naar huis en leerde haar onderweg de sterrenbeelden die zichtbaar waren aan de hemel kennen. Zo kreeg ze ook interesse in sterrenkunde.

Een Afro-Amerikaanse wiskundeprofessor, de derde ooit, zag het potentieel van Katherine en onderwees haar analytische meetkunde in een speciale klas. In 1937 behaalde ze cum laude haar graduaat in Frans en mathematica, en zo kon ze zelf les beginnen geven. Het jaar daarop ging ze als eerste Afro-Amerikaanse ooit naar de hogeschool in Morgantown, West Virginia.

 

Bij de NASA

In 1939 trouwde ze met James Goble en samen kregen ze drie dochters. In 1940 werd ze door haar hogeschool uitgenodigd om mee te werken aan een graduaat wiskundeprogramma, maar toen haar man ziek werd keerde ze terug en nam ze haar werk als lerares weer op.

In 1952 vernam ze dat de Amerikaanse luchtvaartinstelling NACA zwarte vrouwen zocht met rekenkundige bekwaamheden, en in 1953 kon ze er een contract tekenen. Deze vrouwen werden bekend als ‘computers met een rok’. Hun werk bestond erin de gegevens van de zwarte dozen van vliegtuigen door te lezen en daaruit precieze rekenkundige taken te produceren.

Op een dag werd aan Katherine en een collega gevraagd om een mannelijk onderzoeksteam te helpen bij hun rekenwerk. Door haar kennis van de analytische meetkunde maakte ze vlug indruk op collega’s en bazen. Ze voelde zich erg gevleid toen de mannen geen antwoord wisten op een vraag en één van de aanwezige ingenieurs zei: ”We zullen het best aan Katherine vragen”. Intussen was de NACA omgevormd tot de NASA, en Katherine voelde zich daar helemaal als een vis in het water. Voor haar kwam de NASA altijd op de eerste plaats.

In 1956 kwam haar man te overlijden, in 1959 hertrouwde ze met James Johnson, een veteraan uit de Korea-oorlog. Vandaar haar volledige naam Katherine Coleman Globe Johnson.

 

Op weg naar de Maan

Vanaf 1958 tot haar pensioen in 1983 werkte Katherine Johnson als ruimtevaarttechnoloog bij de Spacecraft Control Branch van de NASA.

Bij aanvang was haar specialiteit het berekenen van ballistische trajecten.

Een andere afdeling van de NASA vroeg haar de baan te berekenen met als gegeven de coördinaten van de splashdown in zee. Ze moest dan achteruit rekenen om de precieze lancering te bepalen. Dat leidde uiteindelijk tot de succesvolle lancering en landing van de eerste Amerikaanse astronaut Alan Shepard in 1961. Het betrof hier een ballistische vlucht van een kwartier met een Mercury-Atlas raket.

Vanaf dan werd haar werk complexer. Er werd Katherine gevraagd berekeningen uit te voeren voor ruimtevluchten rond de Aarde, rond de Maan en zelfs al met het oog op landingen op de Maan. Ze begon ook met het opstellen van tabellen en vluchtplannen die de astronauten konden helpen mocht de elektronica falen.

In 1962 werden voor de eerste keer computers ingeschakeld voor het berekenen van de baan van John Glenn, maar Glenn vroeg toch aan de NASA om alles voor de zekerheid nog eens te laten berekenen door Katherine. Na anderhalve dag van berekeningen liet Katherine weten dat het vluchtplan volledig klopte. John Glenn werd gelanceerd met een Mercury-Atlas raket en vloog met succes drie rondjes rond de Aarde.

Haar eerstvolgend grote succes kwam er in december 1968, vijftig jaar geleden, met de vlucht van Apollo 8 naar de Maan. De grote uitdaging was dat er buiten de omkruising van de Aarde nu nieuwe trajecten aan te pas kwamen: eerst loskomen uit de baan rond de Aarde, dan afremmen aan de achterkant van de Maan buiten het bereik van communicatie met de Aarde, drie omlopen rond de Maan uitvoeren en dan veilig terugkeren en precies landen.

De computers hadden nog weinig snelheid en te weinig capaciteit. Daarom besloot Katherine het vluchtplan in stukjes te berekenen en daarna aan elkaar aan te passen.

IBM had al wel computers ontwikkeld, maar er bestonden nog geen bruikbare programma’s. De software moest uit het niets geschreven worden. De software voor de Apollo-vluchten werd geschreven door Margaret Hamilton (°1936), een Amerikaanse informaticus. De gedrukte tekst van al die software was een stapel zo hoog als zijzelf.

Terloops gezegd : de boordcomputer van Apollo had een geheugen van… 36 kilobyte.

Apollo%2013.jpg

 

Katherine creëerde nieuwe formules die ze nodig had om al die complexe manoeuvers te kunnen berekenen en combineren. En de missie werd een groot succes met wereldwijde weerklank.

Ook de daarop volgende vluchten van Apollo 10, 11 en 12 verliepen uiterst succesvol.

Voor Apollo 13 zat het anders: na de ontploffing van een brandstoftank aan boord van de capsule moest het vluchtplan volledig veranderd worden. Er werd daarvoor gebruik gemaakt van de tabellen en back-up procedures die Katherine eerder had uitgewerkt. En zo heeft men bij de NASA de vlucht kunnen aanpassen zodat de terugkeer toch nog zonder verdere catastrofes kon gebeuren.

Katherine bleef tot haar pensionering in 1986 werken bij de NASA. Op het laatst werkte ze nog mee aan het Space Shuttle-programma.

 

Erkenning volgt

Katherine_Johnson_medal.jpeg.jpeg
Met de Presidential Medal of Freedom in 2015

 

Vanaf 1967 heeft Katherine Johnson prijzen ontvangen van de NASA en van de Amerikaanse staat. De hoogste bekroning kreeg ze op 24 november uit handen van president Barack Obama: de ‘Presidential Medal of Freedom’, dat is de hoogste onderscheiding die iemand in de VS kan ontvangen. Ook Margaret Hamilton ontving toen diezelfde medaille.

In 2017 kwam de Amerikaanse speelfilm ‘Hidden Figures’ uit, gewijd aan de ‘vrouwelijke computers’ die mee aan de basis stonden van de successen van de Amerikaanse ruimtevaart.

 

Ook in 2017 is er door de NASA een rekencentrum ingehuldigd in Langley, Virginia onder de naam ‘Katherine G. Johnson Computational Research Facility’.

 

Tekst: Rik Blondeel, december 2018