وكانت كاثرين جونسون رياضية، حيث كان الدقة والفهم العميق لميكانيكا المدار يساعدان على تحديد مسار الرحلة الفضائية الأمريكية، فخلال ثلاثة عقود في ناسا وسلفه، حسبت نوافذ الإطلاق وممرات الطيران وممرات العودة دون مساعدة الحواسيب الرقمية، مما أدى إلى اكتساب ثقة مطلقة من الفلك والمهندسين الفضائيين على السواء.

تنمو مع هدية غير عادية للأرقام

وقد ولدت كاثرين كولمان في 26 آب/أغسطس 1918 في سبرنغ الكبريت في غرب فرجينيا، وكانت أصغر أربعة أطفال، وكان والدها، جوشوا، من كبار المزارعين، ووابها، بينما كانت أمها، جولييت، معلمة سابقة، ومنذ سن مبكرة جدا، أبدت كاثرين حباً شديداً للعد والحسابات.

تخرجت من المدرسة الثانوية في 14 سنة، وتسجلت مباشرة في كلية ولاية غرب فيرجينيا، وهي مؤسسة سوداء تاريخية، ووجدت معلمين سيشكلون حياتها، وكان أحدها هو الدكتور ويليام و. شيفلين كلايتور، وهو ثالث أمريكي يكسب دكتوراه في الرياضيات، وعرفت بهدية جونسون، وصممت دورات متقدمة خصيصا لها، بما في ذلك دراسة جامعية في غربية، وهي ميدان سيصبح شاغرا في وقت لاحق

"الإنفصال إلى عالم لم يكن مستعداً لها بعد"

وفي عام ١٩٥٢، علم جونسون أن اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية، سلف ناسا، كانت توظف نساء أمريكيات أفريقيات للعمل " كحاسوب " في مختبر لانجلي التذكاري الجوي في هامبتون، فرجينيا، وكانت تتقدم بطلب، وفي حزيران/يونيه ١٩٥٣، كانت وحدة الحاسوب في المنطقة الغربية، وهي مجموعة من النساء الاثاثاثيات السود الذين قاموا بحسابات معقدة من قبل اليد.

وقد نقلت موهبتها في الهندسة التحليلية بسرعة من المجمع إلى شعبة بحوث الطيران حيث عملت تحت إشراف مهندسين كانوا يختبرون الهوائيات الجوية للطائرات العسكرية، وفي بيئة لم يكن فيها عدد قليل من النساء السود يحملن أسماءهن في البحوث المنشورة، اشتركت في إعداد تقرير عام ١٩٦٠ بعنوان " تقرير عن تحديد موقع الطائرة " في بورنوت.

The Human Computers of NASA

وفهما لعمل جونسون، يساعد على إدراك دور الحاسوب البشري في لانغلي، وفي الستينات، اعتمدت الوكالة على أفرقة من الرياضيين الذين يستخدمون قواعد الشريحة، وأجهزة الإضافة الآلية، وورقات الرسوم البيانية لحساب الحمولات الهوائية، وسلاسل الترددات المتطايرة، وفي نهاية المطاف، شملت المسارات الثلاثة المتوازية التي تأخذ البشر إلى الفضاء.

وقد جلب جونسون حدسا لمهندس إلى الأرقام، وطرحت أسئلة بلا هوادة، مصرة على فهم الفيزياء وراء الصيغ، حتى تتمكن من اكتشاف حالات شاذة، فإدراكها لمقياس الهندسة التحليلي يسمح لها بجني الزوايا والسرعات والناقلات بموثوقية تفوق بشكل متزايد الأخطاء الإلكترونية البدائية التي تدخل للتو في الميدان.

Steering the First American Into Orbit: The Mercury Program

وكان المسار الذي ميز تراث جونسون هو الذي نقل جون غلين إلى الفضاء في ٢٠ شباط/فبراير ١٩٦٢، وفي ذلك الوقت، برمجت ناسا حاسوبا من طراز IBM ٧٠٩٠ لحصر مسار العودة الخاضعة للرقابة إلى كبسولة الصداقة ٧، ولكن الحاسوب كان جديدا، وكان الطيران بطيئا، وكان رائد الفضاء نفسه لا يثق بالآلة " قمر الفتاة " .

وكانت " الفتاة " هي كاثرين جونسون، وهي تركض يدوياً عبر المعادلات - كل زاوية تسلق، وكل ناقل سرعة - تُحسب بدقة الموقع الذي ينبغي أن تطلق فيه صواريخ الكبسولة النار لبدء العودة إلى الموقع، وحيث ستنخفض في المحيط الأطلسي، وكانت حساباتها مطابقة لنواتج الحاسوب تقريباً، بل أصبحت مهمة غلين متطورة.

وواصلت العمل في كل بعثة من بعثات الزئبق، وقدمت تحليلا مساريا للرحلات المدارية وإعداد خطط طوارئ لعائدات الطوارئ، وأثناء الرحلة الأخيرة للزئبق مع غوردن كوبر، عندما هدد الفشل الكهربائي البعثة، كان جدول الدخول اليدوي الذي ساعد جونسون على تطويره هو الدعم الذي أنقذ اليوم.

ترسم مساراً للقمر والخلف

ومع تحول الأمة إلى القمر، أصبحت حسابات جونسون أكثر مركزية، ورسمت مسارات بعثات أبولو، بما في ذلك التركة المعقدة التي تعمل في المدار المائي الذي سيتيح لنموذج القمر الخفيف أن يفصل عن وحدة القيادة، وينحدر إلى سطح القمر، ويعود إلى المدار، ويسقط الخطأ في مركبة القمر من السفينة الأم.

وبالنسبة لأبوللو ١١، ساعدت عملها على تحديد المسار الذي سيضع النسر في بحر التراكل، وقد صاغت أو اشتركت في إعداد سلسلة من التقارير التي وصفت المعادلات التي كانت قائمة على أساس متزامن لنموذج القمر مع نموذج القيادة المدارية، وهو مهرجان للباليه المداري يتطلب أخذ العينات في الاعتبار في إجراء القمر المتفاوت للجاذبية، وفي المواقع الدوارة لكلتا الركبتين.

Shaping the Space Shuttle Era and Beyond

ولم يتقاعد جونسون عندما انتهى برنامج أبولو، بل وجهت انتباهها إلى مكوك الفضاء، وحساب نوافذ الإطلاق، ومسارات العودة إلى المركبة القابلة لإعادة الاستخدام التي ستطير أكثر من 130 بعثة، كما أسهمت في تطوير سواتل موارد الأرض، حيث ساعدت مهاراتها التحليلية على ضمان أن يمر مدار ساتلي بأهداف جغرافية محددة في أوقات محددة سلفا.

وعملت في عصر التحول التكنولوجي العميق، فبحلول الثمانينات، أصبحت الحواسيب الرقمية أكثر موثوقية بكثير، ومع ذلك أصبح نهج جونسون يتقن المقياس الجيودي الذي يقوم عليه، وهو إصرار على التحقق من النتائج من المبادئ الأولى - يحفظ معيار الذهب لضمان البعثة، وكان المهندسون الذين خلفوها يتحدثون في كثير من الأحيان عن " شيك جونسون " كعادة من العقول: الثقة في البرمجيات، ولكنهم دائما يفهمون الخطأ الكافي.

الاعتراف بأنّه كان مُبالغًا طويلةً

ولم يكن اسم كاثرين جونسون معروفا على نطاق واسع في معظم مراحل حياتها المهنية خارج ممرات لانغلي، ونادرا ما تحتفل ثقافة الزمن بإسهامات الرياضيات، ولا سيما النساء ذوات اللون، ولكن الصمت بدأ يكسر في 2010ات، وفي عام 2015، وفي عمر 97 عاما، تلقت ميدالية الحرية الرئاسية، وهي أعلى شرف مدني للأمة، من الرئيس باراك أوباما.

وفي السنة التالية، قامت ناسا بذكر أحدث مبنى لها في لانغلي، مرفق البحوث الحاسوبية التابع لكاثرين ج. جونسون، حيث فتحت في أيلول/سبتمبر 2017 هياكل ذات قدم مربعة، حيث كان جونسون يحضر بنفسه قطاع الشريط، وفي المراسم، أكد المسؤولون أن المرفق سيوفر النوع المتطور جدا من التصويب الذي قام به جونسون مرة باليد، والذي استخدم الآن في تصميم المركبات الفضائية، ودراسة تفاصيل المناخ في الأرض، و1].

وقد وصلت قصتها إلى جمهور عالمي من خلال كتاب مارغو لي شيترلي لعام 2016 Hidden Figures] وفيلم أوسكار مسمى لاحقاً باسم واحد، وصورت الممثلة تاراجي ب. هينسون جونسون، ملتقطة تصميمها الهادئ وسادة الرياضيات التابعة لها، وساعدت في إثارة محادثة وطنية حول اسماء الفضاء غير المسموم.

مخطط آخر عن العلم والمجتمع

إن أثر كاثرين جونسون يتجاوز كثيراً المعادلات التي حلتها، وقد أظهرت أن التفوق الفكري لا يعترف بالعرق أو الجنس عندما تتاح لها فرصة الازدهار، إذ أن رحلتها من فتاة صغيرة تعد خطوات في غرب فرجينيا إلى رياضية تساعد على تكاثر البشر على القمر، وهي لا تُعتبر رمزاً، بل تعتمد على التقدم العلمي الذي تُحرزه.

وتعيش إرثها في كل مسار مقطع، وتتجه كل نافذة الإطلاق إلى أعلى مستوى، ويقرر كل طالب يرى نفسه في قصة جونسون أن يتمسك بمشكلة الرياضيات الصعبة، ولا تزال منظمات مثل مؤسسة كيثرين جونسون [التذكير من قبل الجبهة] تقدم مهمتها بدعم التعليم الخاص بمؤسسة جونسون، وفي الوقت نفسه، فإن المرفق الحسابي في عملية التحقق من الجيل القادم.

وبحلول ذلك الوقت، عاشت جونسون في 24 شباط/فبراير 2020، في عمر 101، لترى اسمها على عناوين رئيسية، ووجهها على شاشة سينمائية، ومقرها في الحرم الجامعي حيث لم تستطع استخدام نفس غرفة الراحة التي كان يعمل بها زملاؤها البيض، وكانت حياتها رائدة في مواجهة القوالب النمطية التي كان العلم فيها يطارد الناس كل يوم، وكانت جونسون هي ابنة مزارع.

لماذا حساباتها لا تزال مطروحة اليوم

وفي عصر يُذكر فيه أن الذكاء الاصطناعي والوعد الكمي الذي يُعد بحل المشاكل التي تكتنفها مشاكل أكثر تعقيداً من أي وقت مضى، يذكرنا عمل جونسون بأن الشيء الصعب ليس هو الفهم الخبيث لما تعنيه الأرقام، بل هو فهم عميق لما تنطوي عليه هذه الظواهر من فيزياء للحركة والجاذبية والدينامية السائلة في لغة رائدة الفضاء يمكن أن يثق بحياتها.

وقد أصبح إصرارها على التحقق من إنتاج الحاسوب - وهو عادة شكلت في عصر من آلات التصوير المبرد بالغرفة - قاعدة ثقافية في تطوير البرامجيات البالغة الأهمية في البعثات، وحتى اليوم، عندما يُستخدم مصمم لأجهزة التحكم بالرحلات الفضائية أو مصمم للمركبات الفضائية " اسمحوا لي أن أدير الأرقام بنفسي " ، فإنها تردد ممارسة مثالية لكاثرين جونسون، وهي هيئة تحقق من نوع G.

السلطة الهادئة للتأهب

ونادرا ما يثير جونسون صوتها أو يلفت الانتباه، وتفضلت أن تدع عملها يتكلم، وتحدثت بكل وضوح، وذك َّرت كوليجو بأنها هي التي طرحت الأسئلة التي لم يفكر فيها أحد آخر، وهي: " كيف تعرف أن الزاوية الصحيحة؟ " أو " ماذا لو كان الجو في ذلك الارتفاع أكثر رقاقة مما افترضنا؟ " ، فإن هذه الأسئلة التي ولدت من أجلها روح رياضية قد انتهت.

إن قصة كاثرين جونسون لا تتعلق بكسر الحواجز فحسب بل تتعلق بالاحترام العميق للحرفية، فهي لم تتوقف قط عن الدراسة، ولم تتوقف أبدا عن زيادة فهمها للمسح الجغرافي التحليلي، ولم تتوقف أبدا عن الاعتقاد بأن السؤال الجيد أكثر قوة من الرد السريع، وفي السنوات اللاحقة، عندما سألت عن إرثها، ردت في كثير من الأحيان بالتواضع الحساس: " أردت فقط أن أؤدي عملي جيدا " ، وحقيقة أن عملها قد حدث لإرسال البشر إلى الداخل.

وبالنسبة لأي شخص ينظر إلى القمر اليوم، يجدر التذكير بأن جزءاً كبيراً من الرياضيات التي بنت السلم إلى سطحه قد كتبه بصعوبة امرأة رفضت، على جميع الاحتمالات، السماح للحواجز بدخول مجال رؤيتها، والطريق الذي رسمته على حد سواء للصواريخ وللناس - يُبقي على أحد أكثر المسارات إلهاماً في التاريخ الحديث.

وفي كل رياضي متطلع يختلس معادلة في وقت متأخر من الليل، وفي كل مهندس شاب يفحص ناتج الحاسوب مرتين، وفي كل غرفة مراقبة تابعة للبعثة لا تزال تعمل على أساس الثقة التي يقوم عليها التحقق البشري، لا يزال تأثير كاثرين جونسون يدور حوله، بوصفه ميكانيكياً سماوياً كانت ترسمه بيد.