太空大人物-凯瑟琳·强生 - 科普新疆_新疆本地化科普资源共享开放平台

电影《Hidden Figures》中热爱数字的计算员原型

在浩瀚无垠的宇宙探索历程中，有这样一位女性，她以非凡的数学才华和坚韧不拔的精神，在科学、技术、工程与数学（STEM）领域留下了深刻的印记。她，就是凯瑟琳·约翰逊，电影《隐藏人物》中那位热爱数字、勇于挑战的计算员原型。

凯瑟琳是科学、科技、工程与数学界的非裔美籍女性先锋。

凯瑟琳自幼便对数字展现出了浓厚的兴趣与天赋。她曾说：“我会计算任何事物。无论是走到马路需要几步，还是上教堂要踏几个台阶，甚至是我洗过多少餐盘和银器……只要是能数的东西，我都数过了。”这份对数字的痴迷，驱使着她不断前行，超越了一个又一个世俗的界限。

凯瑟琳的成长之路并非一帆风顺。她居住的小镇没有为非裔美国人提供八年级以上的公立教育，为了让她能够接受更高层次的教育，家人毅然决定搬迁至约193千米外的地区。在那里，凯瑟琳遇到了她人生中的一位重要导师——威廉·席费林·克雷特尔博士。克雷特尔博士不仅鼓励凯瑟琳成为数学研究家，还特地为她开设了一门几何学课程，为她日后的太空计算工作奠定了坚实的基础。

凯瑟琳的学习生涯堪称传奇。她14岁便从高中毕业，18岁便以优异的成绩从大学毕业，同时获得了数学和法文双学位。在短暂的教书生涯后，她毅然决定继续深造，成为西维吉尼亚大学研究所的首位非裔女学生。然而，命运似乎并不打算让她轻易实现自己的梦想。为了抚养三个女儿，凯瑟琳不得不暂时中断学业。但命运之门并未因此关闭，1952年，一个改变她命运的机会悄然降临——美国国家航空咨询委员会（NACA）正在招聘非裔美籍女性来解决数学问题。凯瑟琳于1953年毫不犹豫地抓住了这个机会，成功应聘为兰利研究中心的计算员。

在NACA（后更名为美国国家航空航天局NASA），凯瑟琳展现出了卓越的计算能力和非凡的自信心。她不仅在工作中表现出色，还敢于提出问题，积极参与重要会议。在那个种族隔离盛行的年代，凯瑟琳和其他非裔美籍同事面临着诸多不公。他们无法与白人同事一起工作、吃饭或使用洗手间。但凯瑟琳从未畏惧过这些歧视与偏见，她凭借自己的实力与勇气，成为飞行研究部门内首位在研究报告中列名的女性。

随着美苏太空竞赛的加剧，凯瑟琳的任务也愈发艰巨。她负责计算出将首位美国人送入太空的轨迹，以及将首位美国人送入地球轨道的轨迹。在那个时代，虽然NASA已经开始使用电脑进行计算，但电脑的性能并不稳定，因此凯瑟琳的亲手计算仍然至关重要。太空人约翰·格伦在执行友谊七号任务前，曾特别要求凯瑟琳亲自复验计算结果。他对凯瑟琳的信任与依赖，足以证明她在NASA中的重要地位。

凯瑟琳使用NASA的第一台数位计算机来检验计算结果是否精确

凯瑟琳对几何学的热爱，使她在计算太空飞行轨道时如鱼得水。她替1961年的水星任务进行了精确的计算，得出了飞行轨道为椭圆的结论。当NASA希望太空舱降落于指定地点时，凯瑟琳总能根据需求反推出升空时间。而后续的绕地轨道任务则更加复杂，因为涉及更多与地球位置和自转相关的变数。为了应对这些挑战，凯瑟琳运用了天体训练装置进行计算。这个装置由一个球体包覆着另一个球体而成，能够模拟地球轨道航行时的关键坐标，为凯瑟琳的计算提供了有力的支持。

天体训练装置是由一个球体包覆着另一个球体而成，能呈现在地球轨道航行时所需的关键坐标。

在阿波罗计划中，凯瑟琳的贡献更是不可磨灭。她的计算结果确保了登月载具与环绕月球的指挥与服务舱能够同步运行，从而使太空人能够安全返回地球。在阿波罗13号任务中，当飞行器出现故障时，凯瑟琳迅速提供了备用程序，帮助太空人平安重返地球。她的这些卓越成就，不仅为NASA的太空探索事业作出了巨大贡献，也为自己赢得了无数的荣誉与尊重。

在NASA工作的33年间，凯瑟琳每天都满怀热情地投入到工作中。她不仅是一位杰出的计算员，更是一位优秀的导师和榜样。她经常与学生分享自己的职业生涯经验，鼓励他们勇敢追求科学、技术、工程与数学领域的梦想。凯瑟琳坚信：“有些事会在某一个阶段流行，但科学、工程和科技将会永存。数学非常重要，任何事物都和物理与数学有关。”她的这些话语，激励着无数年轻人投身于STEM领域，为人类的科技进步贡献自己的力量。