Katherine Johnson - žena, ktorá vypočítala cestu ku hviezdam

V análoch vesmírneho bádania, v príbehoch o odvahe a technologickom triumfe, existuje kapitola, ktorá bola dlho prehliadaná.

Je to príbeh afroamerickej ženy v Amerike 50. rokov 20. storočia, v čase hlbokej segregácie, ktorá bola vyzbrojená len ceruzkou, logaritmickým pravítkom a geniálnou mysľou.

Katherine Johnson, spolu s ďalšími afroameričankami, bola „ľudským počítačom“, ktorého intelekt sa stal zlatým štandardom presnosti v rodiacom sa veku elektronických strojov. Základy mimoriadneho života Katherine Johnson boli položené už v jej detstve, kde sa spojil vrodený matematický talent s neochvejnou podporou rodiny a komunity, ktorá sa vzoprela tvrdej realite segregovanej Ameriky.

Creola Katherine Coleman sa narodila 26. augusta 1918 vo White Sulphur Springs v Západnej Virgínii. Jej otec, Joshua, bol drevorubač, farmár a údržbár, a jej matka, Joylette, bola učiteľka. Už od útleho veku vraj prejavovala obrovskú zvedavosť k číslam. Jej vlastné slová najlepšie vystihujú jej detskú vášeň: „Počítala som všetko. Počítala som schody na cestu, schody do kostola, počet tanierov a príborov, ktoré som umyla… všetko, čo sa dalo spočítať, som spočítala“. Miestne segregované školy pre afroamerické deti ale v tom čase neposkytovali vzdelanie po ôsmej triede.

Jej rodičia ale boli odhodlaní zabezpečiť všetkým svojim deťom vysokoškolské vzdelanie, čo bol v tej ére ambiciózny cieľ pre černošskú rodinu. Aj preto sa presťahovali o takmer 200 kilometrov ďalej do mesta Institute v Západnej Virgínii. Dôvodom bolo, že v Institute sa nachádzala stredná škola pre černošských študentov v areáli West Virginia State College (WVSC), čo Katherine otváralo dvere k vyššiemu vzdelaniu. Jej genialita sa prejavila okamžite. Preskočila niekoľko ročníkov, na strednú školu nastúpila vo veku desiatich rokov a zmaturovala už ako štrnásťročná!

Na WVSC nastúpila vo veku pätnástich rokov a s nadšením sa ponorila do štúdia matematiky. Absolvovala každý matematický kurz, ktorý vysoká škola ponúkala. Práve tu sa jej život navždy zmenil vďaka kľúčovému vplyvu Dr. Williama W. Schiefflina Claytora, brilantného matematika a len tretieho Afroameričana v USA, ktorý získal doktorát v tomto odbore. Dr. Claytor v nej rozpoznal mimoriadny potenciál, povedal jej, že z nej bude skvelá výskumná matematička, a zaviazal sa, že ju na túto dráhu pripraví.   

Keď Katherine vyčerpala celú existujúcu ponuku kurzov, Dr. Claytor vraj pre ňu vytvoril úplne nový, pokročilý kurz – analytickú geometriu priestoru. Tento krok bol dôkazom, že jej talent prevyšoval zdroje celého univerzitného oddelenia. Práve tento kurz, zameraný na matematiku objektov v trojrozmernom priestore, jej poskytol presne tie teoretické základy, ktoré neskôr potrebovala na výpočet orbitálnych trajektórií pre NASA. Nakoniec, v roku 1937, vo veku osemnásť rokov, promovala s najvyššími poctami (summa cum laude) a získala bakalárske tituly z matematiky a francúzštiny.

Po krátkom období, keď pracovala ako učiteľka, bola v roku 1939 prezidentom WVSC vybraná, aby sa stala jednou z troch černošských študentov – a jedinou ženou – ktorí integrovali postgraduálne štúdium na vlajkovej lodi štátu, West Virginia University. Po jednom semestri sa však rozhodla program opustiť, vydať sa za svojho prvého manžela Jamesa Goblea a založiť si rodinu.

Ľudský počítač v NACA

V roku 1952 sa na rodinnom stretnutí dozvedela od príbuzného, že Národný poradný výbor pre letectvo (NACA) v Langley prijíma afroamerické ženy na pozície „počítačov“. Prihlásila sa preto a v lete 1953 bola prijatá. Nastúpila do jednotky West Area Computing, skupiny afroamerických matematičiek pod vedením Dorothy Vaughan.

Pracovné podmienky boli prísne diktované segregačnými zákonmi štátu Virgínia: oddelené kancelárie, oddelené toalety a oddelené jedálne od ich bielych kolegov. Ako to vyzeralo odhalil film Hidden figures spred 8 rokov. Ak ste ho ešte nevideli, odporúčame si ho pozrieť.

Už po dvoch týždňoch bol jej talent taký zjavný, že ju preradili z výpočtovej skupiny do výlučne mužskej Divízie letového výskumu. Jej hlboké znalosti analytickej geometrie ju urobili takou cennou, že, ako sama povedala, „ma zabudli vrátiť späť do skupiny“. 

Jej asertivita nebola len povahovou črtou; bola to premyslená profesionálna stratégia pre prežitie a postup v systéme, ktorý bol navrhnutý tak, aby ju odsunul na okraj. Nebola spokojná s tým, že je len pasívnou kalkulačkou. Vyžiadala si miesto na čisto mužských inžinierskych brífingoch. Argumentovala to tým, že na správne vykonanie svojej práce potrebuje prístup k rovnakým informáciám ako mužskí inžinieri.

Tým sa zmenila z nahraditeľného kolieska na nepostrádateľnú spolupracovníčku. Jej vzdor voči segregovaným zariadeniam, ako napríklad odmietnutie používať segregované toalety, bol podobne praktickým aktom profesionálnej sebaúcty, ktorým odmietla dovoliť, aby diskriminačné pravidlá bránili jej práci.

Do tohto obdobia sa vplietli aj osobné výzvy a míľniky: výchova troch dcér , tragická smrť jej manžela Jamesa Goblea na rakovinu v roku 1956 a opätovné nájdenie šťastia s druhým manželom, Jamesom Johnsonom, v roku 1959. To všetko sa odohrávalo na pozadí vypustenia sovietskeho Sputnika v roku 1957, vzniku NASA v roku 1958 a oficiálneho zrušenia segregácie na pracovisku.

Mapovanie vesmíru

V roku 1960 sa stala spoluautorkou správy s názvom Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite Over a Selected Earth Position (Určenie azimutálneho uhla pri dohorení pre umiestnenie satelitu nad vybranú pozíciu na Zemi) spolu s inžinierom Tedom Skopinskim. To, že tomu nerozumie 99,99 % z nás je celkom okrajové. Spoluautorstvo bol však prelomový úspech. Katherine Johnson sa stala prvou ženou v Divízii letového výskumu, ktorej bolo priznané autorstvo vo výskumnej správe.

Tým, že sa jej meno objavilo na významnom dokumente, bola oficiálne uznaná nie ako obyčajná kalkulačka, ale ako výskumná vedkyňa, ktorá generovala nové poznatky. Tento formálny akt uznania, ktorý si vydobyla svojou nepopierateľnou odbornosťou a vytrvalosťou, prelomil významnú rodovú bariéru a legitimizoval jej status ako intelektuálne rovnocennej partnerky mužských inžinierov.

Projekt Mercury

Katherine Johnson vypočítala presnú trajektóriu pre historický let Alana Sheparda v lodi Freedom 7 dňa 5. mája 1961, čím sa stal prvým Američanom vo vesmíre. Jej práca zahŕňala definovanie štartovacieho okna a vytvorenie záložných navigačných máp pre astronautov pre prípad zlyhania elektroniky. Jej majstrovstvo je zachytené v jej slávnom výroku: „Povedzte mi, kedy to chcete a kde chcete, aby to pristálo, a ja to vypočítam spätne a poviem vám, kedy máte odštartovať“. To dokazuje jej intuitívne a úplné ovládanie orbitálnej mechaniky.

Keď sa NASA v roku 1962 pripravovala na orbitálny let Johna Glenna, používala na výpočty trajektórie nové elektronické počítače IBM 7090. Glenn, skúsený testovací pilot, bol voči novej, nevyskúšanej technológii ostražitý. Slávne povedal inžinierom: „Nech to dievča skontroluje čísla,“ odkazujúc na Johnsonovú. Vyhlásil: „Ak povie, že sú v poriadku, som pripravený letieť“.

Toto bol kľúčový moment v dejinách technológie, ktorý definoval vzťah medzi ľudskou a strojovou inteligenciou. Glennova požiadavka nebola odmietnutím technológie, ale požiadavkou na dôveru. Počítač IBM bol čiernou skrinkou, jeho procesy boli nepriehľadné. Katherine Johnson sa vďaka rokom bezchybnej práce stala stelesnením matematickej istoty. Bola ľudským overovacím systémom.

Program Apollo

Johnson bola aj nepostrádateľnou členkou tímu, ktorý vypočítal trajektóriu pre misiu Apollo 11 na Mesiac v roku 1969. Jej najdôležitejším prínosom bol výpočet presnej trajektórie stretnutia, ktorá synchronizovala lunárny modul Apolla 11 po opustení povrchu Mesiaca s veliteľským a servisným modulom na obežnej dráhe. Tieto výpočty, využívajúce metódy ako Eulerova metóda, boli absolútne nevyhnutné pre bezpečný návrat astronautov domov.

Počas katastrofálnej misie Apollo 13 v roku 1970 sa jej práca na záložných postupoch a navigačných mapách ukázala ako životne dôležitá v zúfalej, no úspešnej snahe bezpečne priviesť poškodenú kozmickú loď a jej posádku späť na Zem.

V NASA pokračovala vo svojej dôležitej práci aj na programe Space Shuttle, satelite pre prieskum zemských zdrojov (ERTS) a plánoch pre misiu na Mars. Do dôchodku odišla v roku 1986 po 33 rokoch služby, pričom bola spoluautorkou 26 vedeckých výskumných správ.

Katherine Johnson získala aj množstvo ocenení, ktoré odrážajú jej mimoriadny prínos:

• Prezidentská medaila slobody (2015): Dostala najvyššie civilné vyznamenanie Spojených štátov od prezidenta Baracka Obamu. Obama ju citoval ako „priekopnícky príklad afroamerických žien v oblasti STEM“.
• Zlatá medaila Kongresu (2019): Ďalšie z najvyšších civilných vyznamenaní národa, udelené dvojstranným aktom Kongresu USA.
• Trvalá pocta od NASA: Agentúra po nej pomenovala niekoľko zariadení, čo bola v tom čase pre žijúcu osobu zriedkavá pocta.
  • Katherine G. Johnson Computational Research Facility vo Výskumnom centre Langley NASA (2016).
  • Katherine Johnson Independent Verification and Validation (IV&V) Facility v jej domovskom štáte Západná Virgínia (2018).
• Medzi ďalšie pocty patrí ocenenie Silver Snoopy od astronautov NASA, jej posmrtné uvedenie do Národnej siene slávy žien a pomenovanie zásobovacej kozmickej lode spoločnosti Northrop Grumman na S.S. Katherine Johnson.

Katherine Johnson zomrela 24. februára 2020 vo veku 101 rokov. Jej trvalý odkaz spočíva v tom, že sa stala ikonou intelektuálnej excelentnosti a vytrvalosti a silným vzorom pre generácie žien a menšín v oblastiach STEM. 

Jej vplyv azda najlepšie vystihujú slová bývalého administrátora NASA Charlesa Boldena: „Je jednou z najväčších myslí, aké kedy poctili našu agentúru alebo našu krajinu… vďaka ceste, ktorú vydláždila, môžu mladí Američania ako moje vnučky nasledovať svoje vlastné sny bez pocitu menejcennosti… Odkaz Katherine je veľkou časťou dôvodu, prečo dnes existuje priestor pre ženy a Afroameričanov vo vedení nášho národa, vrátane Bieleho domu“.