Katherine Johnson: la matematica nera che John Glenn pretese per controllare i conti del computer

Il 20 febbraio 1962 alle 9 e 47 del mattino, ora della Florida, il razzo Atlas LV-3B numero 109-D si staccò dalla rampa LC-14 di Cape Canaveral portando con sé la capsula Mercury Friendship 7. A bordo c'era John Glenn, ufficiale del Corpo dei Marines, che nelle quattro ore e cinquantacinque minuti successivi avrebbe percorso tre orbite intorno alla Terra, diventando il primo americano in orbita. Era una missione vitale per gli Stati Uniti: l'Unione Sovietica aveva mandato Yuri Gagarin in orbita dieci mesi prima, e la corsa allo spazio doveva acquistare un equilibrio.

Quello che pochi sapevano, nel 1962 e per i decenni successivi, è che la traiettoria di rientro della Friendship 7 era stata calcolata a mano da una matematica afroamericana di 43 anni che lavorava nel reparto computazionale segregato del Langley Research Center, in Virginia. Si chiamava Katherine Coleman Goble Johnson, e John Glenn aveva preteso che fosse lei a verificare i conti del computer IBM 7090 prima del decollo. "Se lei dice che vanno bene," si racconta che disse Glenn ai tecnici, "allora sono pronto a partire."

Un talento precoce in un'America segregata

Katherine nacque a White Sulphur Springs, West Virginia, il 26 agosto 1918. A sei anni leggeva già libri di matematica del liceo. A quindici si iscrisse al West Virginia State College, un'università per studenti afroamericani, e si laureò summa cum laude in Matematica e Francese nel 1937, a diciotto anni. Il suo mentore William W. Schieffelin Claytor, il terzo afroamericano a ottenere un PhD in matematica negli Stati Uniti, inventò interi corsi solo per lei: geometria analitica dello spazio, gruppi di Lie. Per qualche anno insegnò matematica in scuole pubbliche segregate per ragazzi neri.

Nel 1953 entrò al NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, che cinque anni dopo si sarebbe trasformato in NASA), assunta nel reparto "West Area Computing", il pool di matematiche afroamericane confinate in un'ala separata del Langley Research Center, con bagni, mensa e tavoli da pranzo distinti per legge dello Stato della Virginia. La separazione razziale di Jim Crow durò fino al 1958.

Calcolare un'orbita a mano

Nel 1960 Katherine firmò come prima autrice un articolo tecnico NASA "Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite Over a Selected Earth Position": era la prima donna del reparto Flight Research Division a essere autore principale di un report tecnico. La pubblicazione descriveva una serie di equazioni differenziali per calcolare la traiettoria di rientro dei satelliti orbitali, basata su un sistema di riferimento rotante e su correzioni dovute alla rotazione terrestre.

Quando arrivò il Progetto Mercury, l'IBM 7090 dell'epoca aveva una potenza computazionale paragonabile a quella di una calcolatrice tascabile degli anni Settanta. Il software era ancora sperimentale e gli errori di programmazione passavano inosservati. Gli astronauti non si fidavano del tutto. Per Glenn, l'"ultima parola" era Katherine: la richiesta di far ricontrollare i numeri a mano è documentata da archivio dello Smithsonian Air & Space Museum e dalle memorie dello stesso Glenn.

Da Mercury ad Apollo 11

Negli anni successivi Katherine partecipò ai calcoli di traiettoria per i voli Gemini, per l'Apollo 11 (luglio 1969), per l'Apollo 13 (la cui sopravvivenza dipese in larga parte dalla rapidità con cui Houston ricalcolò la rotta di rientro nelle ore della crisi), per i primi voli dello Space Shuttle e per la missione robotica Earth Resources Technology Satellite. La sua firma compare in 26 report tecnici NASA fra il 1959 e il 1981.

Continuò a lavorare a Langley fino al 1986. Le ricerche di matematica spaziale che oggi ogni studente universitario impara come standard erano, allora, calcoli da scrivere su grandi fogli quadrettati con sei o sette decimali a mano libera. Glenn non era l'unico a chiedere a Katherine: nei corridoi di Langley si raccontava che le sue tabulazioni fossero "più affidabili dell'IBM".

La fama tardiva

Per cinquant'anni il pubblico non sapeva nulla di Katherine Johnson. Nel 2015 il presidente Barack Obama le consegnò la Presidential Medal of Freedom, la massima onorificenza civile degli Stati Uniti. Nel 2016 uscì il libro Hidden Figures di Margot Lee Shetterly e l'omonimo film con Taraji P. Henson, che porta sullo schermo la sua storia e quella delle colleghe Dorothy Vaughan e Mary Jackson. La biografia ufficiale NASA e il profilo Wikipedia sono oggi consultati ogni anno da milioni di persone.

Nel 2017 la NASA ribattezzò un nuovo centro di calcolo del Langley Research Center Katherine G. Johnson Computational Research Facility: lo stesso campus dove, sessant'anni prima, le era stato vietato l'uso della stessa toilette dei colleghi bianchi. Katherine partecipò alla cerimonia, a 99 anni. Morì a Newport News, Virginia, il 24 febbraio 2020, a 101 anni.

Quanto importava sapere fare i conti

La storia di Katherine Johnson non è solo una storia di razzismo superato. È anche una storia di come, agli albori dell'informatica, la differenza fra una missione riuscita e un disastro potesse stare nella precisione manuale di una persona seduta a una scrivania. Glenn lo aveva capito. Per questo, prima di affidare la propria vita a un razzo Atlas e a una capsula da 1.350 chili, volle che a controllare i numeri fosse la persona di cui era certo. La persona che li avrebbe fatti rifiutando di sbagliare anche solo all'ultima cifra decimale.