Ritratti: Katherine Johnson

Katherine Johnson nel 1966 alla NASA
- via commons

In una delle scene più intense di Hidden Figures, film del 2016 di Theodore Melfi basato sul libro di Margot Lee Shetterly, Hidden Figures: The American Dream and the Untold Story of the Black Women Who Helped Win the Space Race, l'astronauta statunitense John Glenn, interpretato da Glen Powell, che si appresta a diventare il primo statunitense a compiere un'orbita nel 1962, mostra un attestato di fiducia nei confronti di una (non così) giovane donna afroamericana, convinta della giustezza dei propri calcoli: Katherine Johnson. Come la stessa autrice del libro fa notare, il ruolo della Johnson sia nella missione di Glenn, sia in quella dell'anno precedente che portò Alan Shepard nello spazio non fu così centrale come mostrato nella pellicola, per quanto fondamentale, essendo questo un lavoro di team. Al di là dei calcoli, il lavoro di Katherine fu però importante in un senso che supera di gran lunga la scienza:

Avevamo bisogno di essere assertive come donne, in quei giorni, assertive e aggressive, e il livello con cui dovevi esserlo dipendeva dal dove eri. Io dovevo esserlo. Nei primi giorni della NASA alle donne non era consentito mettere i loro nomi sui report - nessuna donna nel mio dipartimento ha avuto il suo nome su un report. Stavo lavorando con Ted Skopinski e voleva mollare e andare a Houston (...) ma Henry Pearson, il nostro supervisore - non era un sostenitore delle donne - continuava a spingerlo a finire il report su cui stavamo lavorando. Alla fine Ted gli disse: "Katherine dovrebbe finire il report, ha comunque fatto la maggior parte del lavoro". Così Ted lasciò Pearson senza alcuna scelta; finii il report e il mio nome venne messo su di esso, e quella fu la prima volta che una donna nel nostro dipartimento ebbe il suo nome su qualcosa.^{(3, 4)}

L'articolo cui la Johnson si riferisce, scritto insieme con Ted Skopinski, è Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite over a Selected Earth Position⁽²⁾ e contiene la teoria necessaria per il lancio, il traccamento e il rientro dei veicoli nello spazio. Venne utilizzato per le già citate missioni di Shepard e Glenn e fu il primo dei 21 articoli cofirmati da Katherine durante la sua permanenza alla NASA.

Talento matematico

Katherine Coleman Goble Johnson, questo il nome completo, nacque il 26 agosto del 1918, 101 anni fa, a White Sulphur Springs, nella contea di Greenbrier in West Virginia, da Joshua Mckinley Coleman e Joylette Roberta Lowe. Quarta e ultima figlia della coppia, che in totale ebbe due maschi e altrettante femmine, mostrò il suo talento a scuola, in particolare in matematica, sin dalla più tenera età: basti come esempio il ricordare che entrò nella scuola superiore a dieci anni⁽³⁾.
Questi successi, inclusi quelli degli altri fratelli, non erano esenti da difficoltà: la madre Joylette era costretta a spostarsi insieme con i figli a Institute, nella contea di Kanawha, a circa 200 chilometri da White Sulphur Springs dove il marito Joshua lavorava come contadino, per consentire ai figli di frequentare una scuola superiore per bambini afroamericani. Qui Katherine frequentò la West Virginia State High School, dove ebbe un ruolo fondamentale nella sua formazione, in particolare relativamente alla matematica e alla geometria, Angie Turner King. Tale importanza venne anche sottolineata dalla Johnson, in questa citazione tratta da Black Women Scientists in the United States del 2000 di Wini Warren:

(...) una magnifica insegnante - brillante, interessante e molto rigorosa.⁽³⁾

William Claytor - via math.buffalo.edu

Fu sempre durante il periodo delle scuole superiori che Katherine rimase affascinata dall'astronomia, grazie al preside della scuola che, ogni pomeriggio accompagnandola a casa, le indicava stelle e costellazioni nel cielo.
Finita l'esperienza scolastica, la Johnson si iscrizze al West Virginia State College, fondato nel 1890 e dedicato all'istruzione superiore della popolazione afroamericana. Katherine era particolarmente brava in tre materie: la matematica, ovviamente, ma anche inglese e francese. Fu James Carmichael Evans, suo insegnante di matematica, a indirizzarla fortemente verso questa disciplina nonostante la sua bravura in francese.
Ancora più importante per la formazione e la carriera della Johnson fu William Schieffelin Claytor, terzo afroamericano a ottenere un dottorato in matematica (1933) e primo a pubblicare un articolo su una rivista scientifica di matematica, Annals of Mathematics. Così lo ricorda Katherine:

Molti professori ti dicono che saresti buono in questo o quello, ma non sempre ti aiutano con la tua carriera. Il professor Claytor si assicurò che fossi preparata per essere una ricercatrice in matematica. (...) Claytor era egli stesso un giovane professore, e veniva in classe, metteva le mani in tasca, prendeva il gesso e continuala la lezione del giorno precedente. Ma alcune volte potevo vedere che gli altri studenti non comprendevano ciò che stava insegnando. Così ponevo domande per aiutarli. Mi rispondeva che avrei dovuto conoscere la risposta, e alla fine gli avevo detto che conoscevo la risposta, ma gli altri studenti no. Potevo dirlo.^{(3, 5)}

Claytor, avendo intuito il suo talento, non solo la guidò nel suo percorso di studi, consigliandola, ma spinse l'università a istituire corsi avanzati appositamente per lei, tra cui quello di geometria analitica. Così alla fine la Johnson si laureò con lode nel 1937 e subito dopo iniziò a insegnare matematica in una scuola elementare a Marion, in Virginia. Il viaggio per raggiungere il suo posto di lavoro fu anche la prima esperienza con il razzismo della società in cui viveva⁽³⁾.
Dopo due anni di insegnamento, Katherine si sposò per la prima volta con James Francis Goble, lasciando anche l'insegnamento. Ebbe tre figlie, Constance, Joylette e Katherine, tutte e tre matematiche e insegnanti. Nel frattempo nel 1938 la Corte Suprema aveva dichiarato che gli Stati dell'Unione dovevano fornire a tutta la popolazione indipendentemente dal colore della pelle le stesse opportunità di insegnamento, sia in scuole separate sia in strutture comuni. Così nel 1940 la West Virginia State University le chiese di aderire al loro programma di studi di matematica avanzati. Purtroppo a causa della malattia del marito, Katherine fu costretta a tornare a insegnare per sostenere la sua famiglia.

Uno sguardo alle stelle

Nel 1952 Katherine fa visita ad alcuni parenti a Newport. Qui scopre che la sede locale della NACA, la National Advisory Committee for Aeronautics, che nel 1958 sarebbe diventata la NASA, National Aeronautics and Space Administration, sta cercando delle "calcolatrici" afroamericane. Così la Johnson, per non perdere l'occasione, si trasferisce con tutta la famiglia a Newport dove, in attesa di conoscere gli esiti della sua domanda di selezione presso la NACA, lavora come supplente di matematica. Dopo un anno, nel 1953, arriva una proposta da parte della NACA, che Katherine accetta senza alcuna esitazione. Nel frattempo la salute del marito si andava aggravando, fino alla morte avvenuta nel 1956 a causa di un tumore al cervello inoperabile⁽³⁾.

Eravamo pionieri dell'era spaziale. Abbiamo lavorato in segreto per circa tre anni, spesso senza sapere esattamente quale fosse la portata totale del nostro lavoro.^{(3, 6)}

Poi questo lavoro da segreto diventa esplicito con la trasformazione della NACA in NASA:

Ogni cosa era nuova: l'intera idea di andare nello spazio era nuova e audace. Non c'erano libri di testo, così li abbiamo scritti. Abbiamo scritto i primi libri di testo, partendo da zero. Le persone ci chiamavano e ci chiedevano "cosa ti fa pensare che questo o quello sia possibile?" e provavamo a spiegarglielo. Creavamo le equazioni necessarie per tracciare un veicolo nello spazio. Sono stata fortunata ad aver lavorato con il dipartimento che produsse tutte le traiettorie originali, poiché credo sia quello per cui sono ricordata.^{(3, 7)}

Un altro effetto della trasformazione della NACA in NASA ebbe ricadute sulla vita quotidiana dei lavoratori dell'agenzia: mentre nella NACA i lavoratori afroamericani erano segregati, con mense e luoghi di lavoro separati rispetto agli altri, con l'avvento della NASA la segregazione venne eliminata⁽³⁾, portando così a una crescita di tutto il personale scientifico nel suo complesso.
Nel 1959 Katherine si risposò con James A Johnson, militare di carriera e lavorò alla NASA fino al 1986 dove, come abbiamo visto all'inizio, ebbe un ruolo attivo nella ricerca e nel calcolo delle traiettorie di salita e di rientro di razzi e moduli spaziali⁽³⁾.
Uno degli onori più grandi ricevuti dalla Johnson è stata la Presidential Medal of Freedom ricevuta il 16 novembre del 2015 dalle mani dell'allora presidente Barack Obama.

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1. Claytor, W.S. (1939) Topological Immersion of Peanian Continua in a Spherical surface, Annals of Mathematics 35, 809-835. doi:10.2307/1968496 ↩
2. Skopinski, T. H., & Johnson, K. G. (1960). Determination of azimuth angle at burnout for placing a satellite over a selected earth position. ↩
3. O'Connor, John, Robertson, Edmund, Katherine Coleman Goble Johnson, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews. ↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩
4. We needed to be assertive as women in those days - assertive and aggressive - and the degree to which we had to be that way depended on where you were. I had to be. In the early days of NASA women were not allowed to put their names on the reports - no woman in my division had had her name on a report. I was working with Ted Skopinski and he wanted to leave and go to Houston ... but Henry Pearson, our supervisor - he was not a fan of women - kept pushing him to finish the report we were working on. Finally, Ted told him, "Katherine should finish the report, she's done most of the work anyway." So Ted left Pearson with no choice; I finished the report and my name went on it, and that was the first time a woman in our division had her name on something. ↩
5. Many professors tell you that you'd be good at this or that, but they don't always help you with that career path. Professor Claytor made sure I was prepared to be a research mathematician. ... Claytor was a young professor himself, and he would walk into the room, put his hand in his pocket, and take some chalk out, and continue yesterday's lesson. But sometimes I could see that others in the class did not understand what he was teaching. So I would ask questions to help them. He'd tell me that I should know the answer, and I finally had to tell him that I did know the answer, but the other students did not. I could tell. ↩
6. We were pioneers of the space era. We worked in secret for about three years, often without knowing exactly what the total thrust of our work was. ↩
7. Everything was so new - the whole idea of going into space was new and daring. There were no textbooks, so we had to write them. We wrote the first textbook, starting from scratch. People would call us and ask, "what makes you think that this or that is possible?" and we would try to tell them. We created the equations needed to track a vehicle in space. I was lucky that I was working with the division that worked out all the original trajectories, because I guess that is what I am remembered for. ↩