美首位非裔女數學家101歲辭世

李大光

2月24日,凱瑟琳·科爾曼·戈貝爾·約翰遜在美國紐波特紐斯的一家養老院去世,享年101歲。美國宇航局(NASA)局長吉姆·布里登斯汀將她描述為“一位美國英雄”,並表示“她開創性的遺產將永遠不會被忘記”。

約翰遜是美國第一位非裔女數學家,在NASA任職期間,她對軌道力學的計算成果對美國首次及後來的載人航天飛行的成功具有至關重要的意義。在NASA及其前身35年的職業生涯中,她因熟練掌握複雜的手工計算而贏得了聲譽,並幫助開創了使用計算機執行任務的先機。

約翰遜不僅在冷戰期間開闢了非裔女性的數學家道路,還繪製了穿越外層空間的路徑。

她計算了NASA首次太空任務的軌跡,還有1962年第一個環繞地球飛行的美國宇航員約翰·格倫的行動軌跡以及1969年美國首次登月的軌跡。但是約翰遜貢獻遠不止於此。她的故事在2016年的電影《隱藏人物》中被戲劇化地呈現出來,她的工作成為今天NASA任務數學基礎的一部分。NASA航空航天工程師珍妮·格魯伯評價說:“總的來說,她對軌道設計作出了巨大的貢獻。”

格魯伯在約翰遜航天中心從事“阿爾忒彌斯號”任務,該任務計劃在2024年將首位女性和一位男性送上月球。就像約翰遜為首次登月所做的那樣,格魯伯為“阿爾忒彌斯號”設計了軌道。

格魯伯的任務基本上與約翰遜在1962年的任務相同:計算出發射一定大小和燃料容量的航天器擊中移動目標所需的速度、加速度和方向。約翰遜的工作包括為“水星計劃”太空飛行計算軌跡、發射窗口和緊急返回路徑,其中包括第一個進入太空的美國宇航員艾倫·謝潑德和第一個進入軌道的美國人約翰·格倫的軌跡,以及飛往月球的阿波羅登月艙和指揮艙的會合路徑。

這些任務與從旋轉木馬上跳下時用飛鏢擊中旋轉的靶心沒有什麼不同,飛鏢就是宇航員,地球就是旋轉的木馬,靶心就是月球上的一個點。正如約翰遜在2011年接受美國公共廣播公司採訪時所說,“這很複雜,但卻是可能的”。

這份工作的壓力總是很大。因為約翰遜的計算涉及到真實的人。她計算了1969年阿波羅11號登月的軌道,而在宇航員們登月時,約翰遜正在波科諾山脈開會。她和其他幾個人擠在一個小電視屏幕前,觀看登月的第一步。1970年,約翰遜參加了阿波羅13號登月任務,她在備份程序和圖表方面的工作為宇航員返回地球設定了一條安全的路徑,創建了一個單星觀測系統,使得宇航員能準確地確定他們的位置。在2010年的一次採訪中,約翰遜回憶說:“每個人都擔心他們能否成功,而我們擔心他們是否會安全地回來。”

儘管公眾對這些數學家瞭解不多,宇航員卻離不開他們。在為1962年的友誼7號任務作準備時,格倫不信任NASA的“新”電子計算機——價值數百萬美元的IBM 7090設計他的太空之旅。他特別要求約翰遜用筆和紙反覆檢查IBM的計算結果。


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