Katherine Johnson, la calculadora que ayudó al ‘Apolo 11’ a llegar a la Luna

El 20 de julio de 1969, frente a una pequeña televisión en blanco y negro de un complejo vacacional de las montañas Pocono (Pensilvania, EE. UU.), un grupo de mujeres afroamericanas, compañeras de la hermandad Alpha Kappa Alpha, contemplaba a Neil Armstrong, seguido de Edwin Aldrin, pisar por primera vez la Luna. Tras cuatro días a bordo de la nave de la misión Apolo 11, los astronautas se habían separado del módulo de mando Columbia, donde se quedó su compañero Michael Collins orbitando alrededor del satélite, y habían llegado a su superficie.

Una de esas mujeres era la matemática y científica espacial Katherine Johnson, que cumplirá 100 años este domingo, 26 de agosto. Su trabajo fue esencial para aquel logro, que llevaría a Estados Unidos a la victoria en la carrera espacial con la Unión Soviética (URSS). Como miembro del Centro de Investigaciones Langley (Hampton, Virginia, EE UU) de la NASA, durante los años previos, trabajó más de catorce horas diarias en el programa de retorno de la misión, conocido como Lunar Orbit Rendezvous. Johnson se encargó de calcular el momento en el que el módulo lunar Eagle, del que descenderían los astronautas,debía abandonar el satélite para que su trayectoria coincidiese con la órbita que describía el Columbia y pudiera así acoplarse a él para regresar a la Tierra. “Había hecho los cálculos y sabía que eran correctos, pero era como conducir esta mañana, cualquier cosa podía pasar”, comentaba años después en una entrevista.

Johnson había sido desde 1953 una de las “calculistas del Área Oeste”, mujeres afroamericanas que la NASA empezó a contratar en la década de los 40 ‒siendo aún la NACA (el Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica de EE. UU.) ‒ para que realizaran las tareas de cálculo requeridas por los ingenieros del Departamento de Guía y Navegación de Langley. Su trabajo, repetitivo y poco creativo, que pocos años después realizarían los ordenadores, fue visibilizado gracias al libro Figuras ocultas, de Margot Lee Shetterly (llevado a la gran pantalla en 2016 por Theodore Melfi).

La capacidad de Johnson para las matemáticas, especialmente para la geometría, así como su acierto a la hora de hacerse las preguntas adecuadas y su liderazgo, pronto la llevaron a convertirse en una pieza importante dentro de la NASA. Su carrera profesional despegó a la par que Alan Shepard, el primer estadounidense en viajar al espacio con la misión Redstone 3 y el segundo hombre en conseguirlo tras el soviético Yuri Gagarin, ambos en 1961. Johnson se ofreció para calcular el ángulo de despegue del vuelo suborbital (que no alcanza la velocidad necesaria para completar la órbita de la Tierra) de Shepard, que debía amerizar en una zona predefinida próxima a los barcos de la armada estadounidense. El cálculo se asemejaba al del movimiento parabólico de un proyectil, pero las ecuaciones eran más complejas debido a otras variables como la rotación terrestre, los cambios de masa o la gravedad, la cual varía según la altura.

Tras esta, en 1962 preparaba la misión Atlas 6 para poner en órbita alrededor de la Tierra a un humano. El astronauta y único tripulante John Glenn, desconfiando de los nuevos ordenadores, puso como requisito que Johnson rehiciese los cálculos de la trayectoria partiendo de las mismas ecuaciones. Sus resultados fueron los mismos. La matemática ya había hecho cálculos similares, confirmados más tarde por ordenador, para un artículo publicado en 1960. En este texto, el primero firmado por una mujer en la NASA, estudiaba, junto con el ingeniero Ted Skopinski, el ángulo de despegue de un satélite orbital que ha de pasar por una posición dada. Asimismo, entre 1963 y 1969, redactó informes con su compañero Al Hamer en los que se detallaban órbitas lunares, consecuencias de un posible fallo eléctrico a bordo de la nave y alternativas de actuación que garantizasen un correcto aterrizaje basadas en la navegación astronómica. Estos manuales estuvieron presentes cuando la misión Apolo 13 sufrió una explosión en su interior y los sistemas fallaron, aunque no pudieron utilizarse porque desde la nave no se distinguían las estrellas de los escombros resplandecientes de la cápsula.

Johnson participó en numerosos proyectos durante los treinta y tres años que estuvo en la NASA. Esta dedicación y sus contribuciones en momentos decisivos la hicieron merecedora en 2015 de la Medalla Presidencial de la Libertad de EE UU, otorgada por el entonces presidente Barack Obama. Hasta la fecha, es la única mujer de la NASA que la ha recibido. Además, en 2016 las nuevas instalaciones informáticas del Centro de Investigaciones Langley fueron bautizadas con su nombre. Este domingo, Johnson celebrará su centenario, casualmente, en el Día de la Igualdad de la Mujer en EE UU.

Mª Ángeles García Ferrero es miembro del Instituto Max Planck de Matemáticas de Leipzig (Alemania) y Laura Moreno Iraola es miembro de la Unidad de Comunicación y Divulgación del Instituto de Ciencias Matemáticas

Edición y coordinación: Ágata Timón (ICMAT).

Café y Teoremas es una sección dedicada a las matemáticas y al entorno en el que se crean, coordinado por el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), en la que los investigadores y miembros del centro describen los últimos avances de esta disciplina, comparten puntos de encuentro entre las matemáticas y otras expresiones sociales y culturales, y recuerdan a quienes marcaron su desarrollo y supieron transformar café en teoremas. El nombre evoca la definición del matemático húngaro Alfred Rényi: "Un matemático es una máquina que transforma café en teoremas".