Vroege leven en onderwijs

Katherine Coleman Goble Johnson werd geboren op 26 augustus 1918, in White Sulphur Springs, West Virginia, een klein stadje verscholen in de Appalachian Mountains. Haar vader, Joshua Coleman, werkte als boer en klusjesman, terwijl haar moeder, Joylette Coleman, een leraar was geweest. Vanaf het moment dat ze kon spreken, toonde Katherine een buitengewone aanleg voor getallen. Later herinnerde ze zich tellen alles wat ze zag . stappen, gerechten, sterren en het oplossen van rekenproblemen lang voordat ze kon lezen een zin. Het openbare schoolsysteem in Greenbrier County niet bieden onderwijs voor zwarte studenten buiten de achtste klas. Besloten om hun kinderen elke kans te geven, Joshua en Joylette verplaatste de familie 120 mijl naar het Instituut, West Virginia, een stad die was thuis aan de West Virginia Colored Institute, een gerespecteerde Black college preparation school en later West Virginia State College.

Op 10-jarige leeftijd was Katherine klaar voor de middelbare school; door 14, had ze afgestudeerd en ingeschreven aan West Virginia State College. Daar vond ze een mentor in Dr. William W. Schieffelin Claytor, een briljante wiskundige die had zijn Ph.D. behaald aan de Universiteit van Pennsylvania. Claytor herkende Katherine . Rauwe talent en creëerde een speciale cursus in analytische geometrie alleen voor haar. Hij vertelde haar, .You zou een goede onderzoeks wiskundige maken, en ik ga u voorbereiden op het. Ze studeerde summa cum laude in 1937 met graden in wiskunde en Frans, op slechts 18 jaar oud. Na de universiteit, ze gaf les aan een zwarte openbare school in Marion, Virginia, en trouwde James Goble. Het paar had drie dochters. In 1939 West Virginia geïntegreerd haar afstudeer scholen, en Katherine werd een van de eerste drie zwarte studenten geselecteerd om naar West Virginia University afstudelijke programma in mathematiek.

Breekbarrières in de wiskunde

Na het grootbrengen van een gezin en het geven van een onderricht afwisselend, Katherine's leven nam een beslissende wending in 1953. Een familielid vertelde haar over de vacature openingen bij de National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) in het Langley Research Center in Hampton, Virginia. Op dat moment, NACA was actief werven Afrikaanse Amerikaanse wiskundigen voor haar computerpool, gedeeltelijk als gevolg van een oorlogstijd uitvoerende opdracht verbod rassendiscriminatie in de verdediging inhuren. Katherine toegepast en werd aangenomen in juni 1953, oorspronkelijk toegewezen aan de Langley Memorial Aeronaul Laboratory . West Area Computing unit . een groep zwarte vrouwen wiskundigen . De eenheid werd geleid door Dorothy Vaughan, die een nauwe vriend en collaborateur zou worden. Ondanks de afzonderlijke faciliteiten, met aparte badkamers en eethoeken, was het werk zelf intellectueel veeleisend. Katherine .

Binnen weken na haar start maakte ze zoveel indruk op haar begeleiders dat ze tijdelijk werd toegewezen aan de Flight Research Division, een overwegend blanke mannelijke team. Haar tijdelijke opdracht werd een zeldzame prestatie voor een zwarte vrouw op dat moment. Ze had later haar vermogen om vragen te stellen en zichzelf kritisch te stellen voor haar succes: .Ik liet het feit dat ik een vrouw was of dat ik Black was me stoppen. Ik had het recht om er te zijn. . Langley was een drukkoker van luchtvaartinnovatie, en Katherine gedijde op de uitdaging van het oplossen van echte problemen met pure wiskunde.

Aansluiten bij de ruimterace

Toen NACA in 1958 werd omgezet in NASA (de National Aeronautics and Space Administration) werd de focus verschoven van de luchtvaart naar ruimteverkenning. Johnsons vaardigheden werden nog waardevoller. De Flight Research Division werd gevouwen in de Space Task Group, een nieuw team gewijd aan het plaatsen van mensen in de ruimte. Johnson berekende baankaarten en lanceervensters voor vroege ruimteschepen, vaak dubbel-controle van de uitgangen van de nieuwste elektronische computers. Haar reputatie voor nauwkeurigheid was legendarische . Engineers zou niet ondertekenen op een missie ..v. vluchtplan totdat .Katherine zegt dat de nummers goed zijn. .Ze werkte in een snel-tempo, hoge druk omgeving waar fouten fataal kunnen zijn. Haar collega's omvatten toekomstige NASA legendes zoals John Glenn en Neil Armstrong, die haar wiskundige rigor respecteerden.

De cultuur van de afdeling Onderzoek van de vlucht

Johnson bloeide in de samenwerking maar intense cultuur bij Langley. Ingenieurs uit verschillende disciplines .Aer-omspannend, voortstuwing, begeleiding .Directe raadpleging haar voor tweede meningen . Ze vaak verteld hoe Glenn specifiek gevraagd dat ze . . laat het meisje om de nummers te controleren . voor zijn historische baan vlucht , omdat hij vertrouwde haar hand berekeningen over de nieuwe IBM 7090 computers . Dat vertrouwen , geboren uit een decennium van vlekkeloos werk , haar apart , zelfs in een tijd van raciale spanning . Johnson merkte ook op dat haar bereidheid om te spreken in vergaderingen , zelfs toen ze was de enige zwarte vrouw in de kamer , hielp ervoor te zorgen dat haar berekeningen werden geïntegreerd vanaf het begin van de missie planning . . Ik had om voorbereid te zijn . Ze kon geen vergadering zonder mij , ze later zei .

Pioniersbijdragen aan ruimtevaartmissies

Johnsons 33-jarige carrière bij NASA spande zich aan bij de Mercury, Gemini, Apollo en Space Shuttle programma's. Haar bijdragen aan elk tijdperk waren zowel fundamenteel als innovatief, vaak het leggen van de wiskundige basis voor missies die de ruimtetijd zou definiëren.

Vrijheid 7: De eerste Amerikaan in de ruimte

De eerste Amerikaanse bemande ruimtevlucht, Alan Shepard . suborbitale missie op 5 mei 1961, vereiste een traject dat een capsule zou sturen 116 mijl hoog en 302 mijl naar beneden. Johnson berekende het lanceerraam en de parachute opening punt voor de capsule veilige landing. Ze berekende ook een back-up traject in geval van motoruitval . een onvoorzien dat bleek voorzichtig wanneer latere missies geconfronteerd met afwijkingen. Haar werk werd geïntegreerd in het telemetriesysteem, helpen grondcontrollers controleren van de vlucht in real time. Het succes van vrijheid 7 bewezen dat menselijke ruimte vlucht haalbaar was, en Johnsons berekeningen werden gevalideerd door de ongerepte vluchtgegevens. Later beschreef ze het moment van lancering: . .Ik keek uit de controlekamer. Het was een groot moment. Ik had mijn deel, en het werkte.

Vriendschap 7: De Orbitale Verificatie

Misschien is de beroemdste anekdote van Johnsons carrière betreft John Glenn orbital missie op 20 februari 1962. Vriendschap 7 was de eerste keer dat een Amerikaanse baan rond de Aarde. De ongeteste IBM 7090 computers hadden onderbroken glitches tijdens simulaties, waardoor Glenn om het vertrouwen in hun outputs verliezen. Glenn beroemd weigerde te vliegen tenzij Johnson ten minste handmatig geverifieerd de computer . Transfer berekeningen. Gedurende twee dagen, ze werkte door de complexe vergelijkingen voor orbitale invoegen en retrofire timing, dubbel-checking elk nummer op een desktop mechanische rekenmachine. Toen ze bevestigde de waarden overeen met de computer . Glenn gaf de go-in. Vriendschap 7 voltooid drie banen, en Johnsons handgeschreven vergelijkingen werd een deel van de officiële vlucht geschiedenis van NASA . De missie was een grote overwinning voor de VS. ruimteprogramma in de Koude Oorlog race tegen de Sovjet-Unie, en Johnsons rol was een keerpunt in hoe NASA gezien handmatige verificatie vs. computer betrouwbaarheid.

Apollo 11 en de Maanmodule Rendezvous

Voor het Apollo-programma, Johnson hielp berekenen van de maanmodule . rendez-vous traject, een probleem veel complexer dan elke aard-baan manoeuvre . De maanmodule moest lanceren vanaf de maan . oppervlakte . ascenderen naar een exacte baan , en vervolgens dok met de commandomodule bewegend op duizenden mijl per uur . Johnson co-auteur een onderzoeksrapport over de vergelijkingen van de beweging voor maanbaan rendez-vous , die werd een basisdocument voor de Apollo begeleiding team . Haar werk bepaald de exacte timing en hoek van de stijging brand , boekhouding voor de maan ..onevenredige zwaartekracht veld en de relatieve snelheden van de twee ruimtevaartuig . Op 20 juli 1969 , toen Neil Armstrong stapte op de maan oppervlak , deel van die prestatie traceerde direct terug naar Johnson . Ze later zei . .Elke lichaam was bezorgd over hen terug te komen . Ik was ook veilig .

Apollo 13: De redding

Johnson ook bijgedragen aan de Apollo 13 reddingsinspanning in 1970. Toen een zuurstoftank explodeerde onderweg naar de maan, werd de missie afgebroken. Johnson . Eerdere berekeningen op back-up trajecten en passieve thermische controle . . de ..in-roll . procedure gebruikt om het ruimteschip warm te houden zonder actieve systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ruimteshuttle en verder

In de jaren zeventig en tachtig werkte Johnson aan het Space Shuttle-programma, waarmee hij het lanceertraject voor de eerste shuttlevlucht, STS-1 in 1981, kon berekenen. Ze droeg ook bij aan de ontwikkeling van satellieten van aardbronnen, met behulp van haar wiskundige vaardigheden om planetaire banen te modelleren voor wetenschappelijke observatie. Deze satellieten bewaakten gewassen, bossen en oceaantemperaturen, die gegevens leveren die klimaatwetenschap blijven informeren. In 1986 trok ze zich terug van NASA na 33 jaar dienst, waardoor een erfenis van nauwkeurigheid en innovatie achterliet die elk groot Amerikaans bemanningsprogramma had gevormd.

Latere erkenning en legacy

De afgelopen decennia bleef Johnsons bijdragen grotendeels verborgen voor het publiek. Ze werkte achter de schermen, zoals veel vrouwen in de computerpool. Dat veranderde in 2016, toen ze de Presidential Medal of Freedom van President Barack Obama ontving. De verklaring van het Witte Huis citeerde haar pioneringswerk in baanmechanica en ..unwavering toewijding aan het ruimteprogramma. In hetzelfde jaar, Margot Lee Shetterlys boek werd gepubliceerd, en de daaropvolgende ] filmbewerking bracht Johnson een wereldwijd publiek verhaal over de film waarin Johnson door Taraji P. Henson werd geportretteerd, inspireerde een generatie jonge vrouwen en minderheden om de STEM-carrières te vervolgen.

Naast de Medal of Freedom ontving Johnson talrijke onderscheidingen: de NASA Group Achievement Award, de Arthur B. C. Walker II Award van de National Society of Black Physicists, en eredoctoraten van tientallen universiteiten waaronder het College of William & Mary, Virginia State University, en West Virginia State University. In 2016 wijdde West Virginia State University een standbeeld van haar op de campus. NASA . . Langley Research Center genaamd de Katherine G. Johnson Computational Research Facility ter ere van haar in 2017, een state-of-the-art gebouw waar ingenieurs het soort baananalyse die ze pioniered voortzetten. [NASA heeft officiële biografie ]] merkt op dat Johnson een trailblazer was die stereotypes trotseerde en veranderde het gezicht van het ruimteagentschap.

Wiskunde als Stichting voor Exploratie

Johnsons werk toonde aan dat rigoureuze wiskunde geen abstracte discipline is maar de ruggengraat van praktische exploratie. De orbitale mechanica die ze berekende mechanica voor snelheid, hoek, tijd en zwaartekracht zijn dezelfde principes die vandaag door missieplanners bij NASA, SpaceX en andere ruimteagentschappen worden gebruikt. Haar handmatige berekeningen leverden een veiligheidsnet tijdens een tijdperk waarin computers omvangrijk, traag en af en toe onbetrouwbaar waren. Het traject voor een maanlanding, bijvoorbeeld, vereist het oplossen van het drie-lichaam probleem: voorspellen hoe een ruimtevaartuig beweegt onder invloed van Aarde. De zwaartekracht, de Moon .. en zijn eigen stuwkracht. Johnson . vergelijkingen verminderden vele-lichaam problemen in beheersbare benaderingen die lanceringsregors konden vertrouwen. Haar aanpak .

De menselijke kant: doorzettingsvermogen en mentaliteit

Johnsons succes was niet puur technisch; het was ook een triomf van karakter. In Langley, ze navigeerde een werkplek waar ze vaak was de enige zwarte vrouw in vergaderingen. Ze weigerde om aparte koffiepotten en badkamers accepteren. Toen een supervisor probeerde haar toegang tot vergaderingen te beperken, ze gewoon aanwezig toch. Haar aandringen op aan de tafel zorgde ervoor dat diverse perspectieven geïnformeerd kritische beslissingen. Johnson ook begeleidde jongere wiskundigen, zowel zwart als wit, delen haar technieken voor het controleren van complexe berekeningen. Ze vertelde hen vaak, . .We zullen altijd STEM bij ons. Sommige dingen zullen vallen uit het publieke oog, maar er zal altijd wetenschap, engineering en technologie. En er zal altijd, altijd, zijn wiskunde.

Johnsons leven onderstreept de rol van gezins- en gemeenschapsondersteuning. Haar ouders offerden zich op om haar een opleiding te geven. Haar eerste echtgenoot, James Goble, en later haar tweede echtgenoot, Jim Johnson, steunde haar carrière. Haar dochters waren trots op hun moeder te werken, zelfs als ze niet volledig begrijpen wat de betekenis ervan. Dit netwerk van aanmoediging hielp haar handhaven van het zelfvertrouwen nodig om haar expertise te bevestigen in een gebied gedomineerd door blanke mannen. Vandaag, de Katherine Johnson Scholarship[]] op NASA fondsen internships voor studenten van ondervertegenwoordigde achtergronden, ervoor te zorgen dat haar pad blijft openen deuren voor de volgende generatie van wiskundigen en ingenieurs.

Inspiratie voor toekomstige generaties

Van een kleine stad in West Virginia tot de controlekamers van Cape Canaveral, Katherine Johnsons reis illustreert dat de lucht niet de limiet is wanneer uw berekeningen correct zijn. Haar verhaal blijft toekomstige generaties inspireren om te reiken naar de sterren en om hun hele zelf naar de tafel te brengen wanneer ze daar komen. De Apollo missies, de Space Shuttle, en planetaire exploratie alle rust op de basis van haar berekeningen. Naast haar technische bijdragen, Johnson . Doorzettingsvermogen in het gezicht van segregatie en seksisme maakte haar een symbool van het inclusieve potentieel van ruimtevlucht. Toen ze stierf op 24 februari 2020, op 101 jaar, NASA-beheerder Jim Bridenstine zei, .Ze was een Amerikaanse held en haar nalatenschap zal nooit worden vergeten. . Johnsons leven herinnert ons eraan dat diversiteit in STEM is niet alleen een morele doelstelling maar een praktische noodzaak: de beste oplossingen komen van het brengen van elke geest naar de uitdaging. Haar handgeschreven vergelijkingen, nu bewaard in NASA archieven, zijn een testament voor de menselijke intellectie om ons te sturen.