La conquête de l’espace : une affaire féminine, première partie du NACA à la NASA

Pour cette journée Ada Lovelace, on vous invite à la conquête de l’espace, une histoire qui n’aurait peut-être pas pu se faire sans les femmes. Pas uniquement parce que ce sont des femmes : les anonymes qui ont tressé les mémoires en tore de ferrite des missions Apollo, ou les plus connues qui ont voyagé dans l’espace. Mais aussi parce qu’elles ont calculé ou codé les explorations spatiales. Et comme c’est un sujet vaste, il s’agit, pour l’instant, de la première partie consacrée à trois femmes afro-américaines qui ont travaillé au NACA puis à la NASA : Dorothy Vaughan (1910 – 2008), Katherine Johnson (1919-2020) et Mary Jackson (1921 – 2005). Les portraits de ces trois femmes sont précédés d’une chronologie de la conquête de l’espace.

Sommaire

• Préambule
• La conquête de l’espace en quelques dates
• Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA
• Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne
• Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine
• Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure
• Remarques incidentes

Préambule

La journée Ada Lovelace (en) (Ada Lovelace Day ou ALD en anglais) est une journée internationale consacrée aux réalisations des femmes en science, technologie, ingénierie et mathématiques (STIM ou STEM en anglais). Elle a lieu le deuxième mardi du mois d’octobre. En 2023, cette journée avait été, pour LinuxFr.org, l’occasion d’évoquer Lorinda Cherry, membre de l’équipe de conception d’Unix, Evi Nemeth et la première hackeuse Judith Milhon. Et c’est, on l’aura peut-être compris, surtout un prétexte pour parler de l’histoire de l’informatique.

Cette dépêche et sa suivante sont malheureusement américano-centrées. Et ce pour la bonne et simple raison que, s’il est facile de trouver de l’information sur les cosmonautes russes, en trouver sur les informaticiennes est beaucoup plus ardu. En fait, on n’en a pas trouvé d’autre que Rozetta Zhilina (en), 1933 – 2003, qui a plutôt travaillé dans un contexte militaire et dont la spécialité était les algorithmes en balistique et Ekaterina Samoutsevitch, née en 1982, membre du groupe de punk-rock féministe les Pussy Riot. C’est d’autant plus regrettable que l’URSS avait une réelle avance en matière de conquête de l’espace. Avance que la Russie a toujours sur certains points. Par exemple, le côté russe de la station spatiale internationale a des toilettes prévues pour que les femmes puissent avoir leur règles et changer ainsi leurs protections hygiéniques.

Les portraits des trois femmes qui figurent ci-dessous peuvent sembler assez idylliques. Dans la réalité elles ont dû affronter beaucoup de difficultés du fait de leur groupe ethnique et de leur genre : méprisées par les hommes blancs, peu valorisées, Dorothy Vaughan n’aura pas eu la promotion à laquelle elle pouvait prétendre du fait de ses fonctions, Mary Jackson verra sa carrière bloquée, et souvent pas assez outillées pour leur travail. Par exemple, Katherine Johnson n’aura pas toujours accès à l’intégralité des données dont elle avait besoin dans le cadre de son travail pour le « SpaceTask Group ».

Les portraits des femmes seront donnés dans l’ordre chronologique de leur naissance.

La conquête de l’espace en quelques dates

La conquête de l’espace a été d’abord marquée par la lutte entre les deux grands blocs : Est contre Ouest, la « Course à l’espace » (Race for Space en anglais). La Russie soviétique ayant conservé pendant plusieurs années son avance sur les USA. Une chronologie qui s’arrête à la fin du programme Apollo et qui est centrée sur les réalisations des deux géants.

Un rendu un peu plus visuel des dates qui sont données ci-après, la Russie est dans la colonne de gauche, les USA dans celle de droite. Le document est téléchargeable au format fichier pdf hybride et nettement plus lisible.

1957 : la Russie envoie dans l’espace le Spoutnik 1, premier satellite artificiel en octobre. En novembre c’est la chienne Laïka qui s’envole, c’est le premier animal vivant à réaliser une orbite dans l’espace.

1958 : création de la NASA.

1960 : les deux chiennes, Belka et Strelka que la Russie soviétique avait envoyées dans l’espace reviennent vivantes de leur vol orbital, ainsi que le lapin et les souris qui les accompagnaient.

1961 : en janvier, la NASA envoie le chimpanzé Ham accomplir un vol orbital. En avril c’est le Russe Youri Gagarine qui s’envole et devient le premier homme à avoir accompli un voyage dans l’espace, ainsi que la coqueluche des foules. Dix mois après les Russes, le 20 février 1962, les USA envoient John Glenn pour accomplir un vol orbital. La même année, en décembre, la sonde Mariner 2 survole Vénus. Le Royaume-uni et le Canada envoient leur premier satellite en orbite.

1963 : la cosmonaute russe Valentina Terchkova est la première femme à aller dans l’espace et, à ce jour, la seule à y avoir effectué une mission en solo. Le 18 mars 1965, le cosmonaute soviétique Alexeï Leonov effectue la première sortie dans l’espace. En juillet, la sonde américaine Mariner 4 survole Mars. La même année, la France lance la fusée-sonde LEX, l’Italie un satellite. La sonde russe Luna 9 se pose sur la Lune le 3 février 1966. Luna 10, quant à elle, se placera en orbite autour du satellite de la Terre.

1968 : septembre dans le cadre de la mission russe Zond 5, un vaisseau habité par des tortues survole la lune. Décembre, c’est au tour de la NASA d’envoyer un vaisseau habité vers la lune. Elle envoie un équipage en orbite lunaire, mission Apollo 8.

Juillet 1969 : tandis que les Russes lancent leur première navette spatiale, BOR-2, elle servira au programme Bourane, la mission Apollo 11 envoie Neil Armstrong et Buzz Aldrin sur la Lune.

1971 : en avril, les Russes lancent Saliout 1, première station spatiale habitée. En novembre, la sonde américaine Mariner 9 orbite autour de Mars. En décembre, la sonde russe Mars 3 se pose en douceur sur Mars.

1972 : Apollo 17 dernière mission lunaire du programme Apollo. La conquête de l’espace entre dans une autre phase peu après.

Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA

Le NACA est une agence fédérale états-unienne créée en 1915.

Comme son nom le suggère, l’objectif du NACA était de favoriser la recherche en aéronautique, un secteur qui commençait à se développer et sur lequel les États-Unis étaient en retard par rapport à l’Europe. Le centre de recherche Langley du NACA était basé à Hampton en Virginie. Dans cette Amérique ségrégationniste, les zones de travail entre Blancs et Noirs sont séparées, celle de l’unité de calcul de la zone ouest (West Area Computing Unit) étant réservées aux personnes afro-américaines où travailleront les trois héroïnes de cette dépêche. Quand le NACA disparaîtra en 1958 pour faire place à la NASA, les secteurs raciaux disparaîtront également et il n’y sera plus fait, sur le plan des locaux, de distinction entre les personnes selon leur couleur de peau ou selon leur sexe.

On doit au NACA (et peut-être même en partie à Mary Jackson) un type de prise d’air la prise d’air NACA qu’on verra par la suite sur à peu près toutes les voitures à partir de 1956.

Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne

Dorothy Vaughan naît en 1910. Elle obtient un Bachelor of Arts (l’équivalent d’une licence) de mathématique à l’université de Wilberforce (Ohio) en 1929, elle a dix-neuf ans. À la suite de ça, elle va enseigner les mathématiques dans un lycée afro-américain de Farmville (Virginie).

Arrive la deuxième guerre mondiale, le gouvernement états-unien fait appel aux travailleurs et travailleuses pour soutenir l’effort de guerre, le NACA recrute. Elle candidate au poste de « calculateur » à Langley. Elle est recrutée en décembre 1943 et affectée à l’unité de calcul de la zone ouest dont l’objet était de faire des calculs mathématiques pour les ingénieurs qui se livraient à des expériences aéronautiques. Pour cela, point d’ordinateur (le premier ordinateur reconnu comme tel date de 1942), mais des règles à calcul, des calculatrices mécaniques (merci Pascal), et le visionnage de films. Elles fournissaient ainsi aux ingénieurs les paramètres techniques en matière de vol et de soufflerie.

Au départ, les chefs de sa section seront des hommes, blancs. Finalement, elle sera promue à la tête de l’unité informatique de la zone ouest qu’elle dirigera de 1949 à 1958. Elle aura été la première femme afro-américaine à diriger un département du NACA tout en étant une mathématicienne aux compétences respectées. Il arrivait ainsi qu’on lui demande personnellement d’effectuer certains calculs complexes. Pendant cette période, elle co-écrira avec deux autres mathématiciennes, Sara Bullock et Vera Huckel, un manuel de méthodes algébriques pour les machines à calculer utilisées dans le groupe. Elle participera à la « Course à l’espace », cette période où les USA et l’URSS luttaient pour avoir la suprématie dans le domaine spatial.

Arrive 1958, le NACA est dissout remplacé par la NASA. Elle rejoint le « Numerical Techniques Branch » (section des techniques numériques) et acquiert une expertise en FORTRAN. Elle contribuera au programme de développement des lanceurs de fusée Scout. Elle continuera pendant toute sa carrière à apprendre les nouvelles technologies informatiques. Elle formera d’ailleurs ses collègues à ces disciplines.

Elle quitte la NASA en 1971.

Après sa mort, survenue en 2008, elle reçoit à titre posthume la Médaille d’or du congrès pour son travail pour la NASA.

Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine

Katherine Johnson est née en 1918. Elle fait ses études au West Virginia State College, qui deviendra l’université d’État de Virginie occidentale (West Virginia State University). Elle en sort en 1937 avec un diplôme de mathématiques et de français. Elle intègre en 1939, avec deux autres étudiants afro-américains, l’université de Virginie occidentale qui accueille ainsi ses tout premiers étudiants afro-américains. Elle obtiendra un doctorat (PhD) de mathématiques.

Elle est recrutée en juin 1953 par le NACA où elle intègre la section de calcul de Langley. Elle fait partie des calculateurs humains noirs dans cette Amérique qui pratique encore la ségrégation raciale, plus précisément des calculatrices car la section était purement féminine. Deux semaines après son entrée en fonction, Dorothy Vaughan l’assigne à un projet dans la branche des charges de manœuvre (Maneuver Loads Branch) de la division des Recherches en vol (the Flight Research Division) pérennisant ainsi son poste. Elle effectuera toute sa carrière à la NASA qu’elle quittera en 1986.

L’année 1957 est une année charnière dans sa carrière et dans la conquête l’espace : la Russie, on l’a vu, y envoie le Spoutnik 1, premier satellite artificiel d’une famille de dix qui marque le début de la « course à l’espace ». Elle fournit une partie des calculs des « Notes on Space Technology (en) » de 1958. Ces notes font partie d’un cours de technologie spatiale donné à la division des Recherches en vol du NACA. Elle intègre ainsi le « SpaceTask Group » (groupe de travail de l’espace). Quand le NACA sera dissout pour faire place à la NASA, elle suivra naturellement le chemin.

Elle effectuera les analyses de trajectoire pour la capsule spatiale Freedom 7 d’Alan Shepard en mai 1961, premier Américain dans l’espace pour un vol suborbital. En 1960 elle co-écrit avec l’ingénieur Ted Skopinski la note technique « Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite Over a Selected Earth Position (en) » qui expose les équations décrivant un vol spatial orbital dans lequel la position d’atterrissage du vaisseau spatial est spécifiée. Elle sera la première femme de la division des Recherches en vol du NACA à être créditée comme auteur.

En 1962, préparation du vol orbital de John Glenn : elle est appelée à y participer. C’est une opération complexe, qui entraîne des calculs complexes eux aussi. Les ordinateurs étaient programmés pour contrôler la trajectoire de la capsule Friendship 7. Cependant, les astronautes étaient réticents à l’idée de confier leur vie à des machines susceptibles de tomber en panne ou de subir des coupures de courant.

Dans le cadre de la liste de contrôle avant le vol, Glenn avait demandé aux ingénieurs de « demander à la fille » (Johnson) d’exécuter les mêmes nombres dans les mêmes équations que celles programmées dans l’ordinateur, mais à la main, sur sa machine à calculer mécanique de bureau. « Si elle dit qu’ils sont bons », se souvient Katherine Johnson, « alors je suis prêt à partir ». Le vol de Glenn fut un succès et marqua un tournant dans la compétition entre les États-Unis et l’Union soviétique dans l’espace.¹

Elle aura aussi calculé la synchronisation du module lunaire d’Apollo 11 avec le module de commande et de service en orbite lunaire, ce qu’elle considérait comme sa plus grande contribution à la conquête de l’espace. Elle a travaillé aussi sur les navettes spatiales (Space Shuttle) et sur le programme d’observation de la Terre à des fins civiles Landsat (en).

En 2015, Barack Obama la décore de la plus haute décoration américaine : la médaille présidentielle de la Liberté.

Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure

Mary Jackson naît le 9 avril 1921 à Hampton, Virginie où elle passera toute sa vie. En 1942 elle obtient un BS en mathématiques et sciences physiques au Hampton Institute. Elle commence sa carrière professionnelle comme ses deux collègues en tant qu’enseignante dans un établissement d’enseignement pour enfants noirs. Après d’autres emplois (réceptionniste, comptable, secrétaire militaire), elle est embauchée par le NACA et rejoint la section de calcul de la zone ouest en 1951 dirigée par Dorothy Vaughan.

Deux ans après, elle reçoit une proposition de travail pour l’ingénieur aéronautique Kazimierz Czarnecki (en) (qui a un homonyme polonais et althérophile) sur la soufflerie supersonique. Il lui suggère de suivre une formation pour devenir ingénieure. Ce qu’elle fera avec succès, non sans avoir eu à obtenir une autorisation spéciale de la ville de Hampton pour suivre les cours car ils se déroulaient dans l’école secondaire, blanche, de la ville. Elle deviendra la première ingénieure afro-américaine de la NASA en 1958. Elle écrira aussi, avec Czarnecki, cette même année « Effects of Nose Angle and Mach Number on Transition on Cones at Supersonic Speeds » (en). Dans ses fonctions d’ingénieure aérospatiale, son travail portera sur l’analyse des données des expériences en souffleries et en vol à des vitesses supersoniques.

De 1958 à 1975, elle aura écrit en tout douze documents techniques pour le NACA et la NASA.

Elle change d’orientation en 1976 (avec diminution de salaire), sa carrière étant bloquée pour œuvrer en faveur de l’embauche et de la promotion de la nouvelle génération d’ingénieures, de mathématiciennes et scientifiques de la NASA. Elle prendra sa retraite en 1985. Mary Jackson meurt le 11 février 2005.

Le siège de la NASA à Washington DC est rebaptisé a sa mémoire en 2020 et s’appelle désormais le « Mary W. Jackson NASA Headquarters ».

Remarques incidentes

Les trois femmes ainsi portraiturées ont fait l’objet d’un film sorti en 2016 : «Hidden Figures » (Les Figures de l’ombre). Dans les pages qui leur sont consacrées sur le site de la NASA (en), le nom de l’actrice associée à chaque rôle dans le film est ajouté. Je me suis beaucoup inspirée de ces pages d’ailleurs. Il y a aussi, probablement, dans tout cela une excellente affaire de marketing dont on n’a pas l’équivalent pour la Russie qui a une histoire politique plus compliquée.

Ceci n’était que le premier volet, celui des calculatrices humaines. Le prochain consacrera une partie à l’environnement informatique, tant aux USA qu’en Russie. Il y aura aussi des portraits de femmes (américaines, mais si vous avez des noms et des liens d’informaticiennes russes à suggérer…) dont, évidemment Margaret Hamilton.

Cette dépêche ne saurait se terminer sans remercier vmagnin et Benoît Sibaud d’avoir pensé à mes longues soirées d’automne en m’ouvrant d’autres portes parce qu’en fait ce texte aurait dû n’être qu’en une seule partie et plus court.

Aller plus loin

• La page de Dorothy Vaughan sur le site de la NASA (34 clics)
• Dorothy Vaughan, mathématicienne visionnaire (26 clics)
• La biographie de Katherine Johnson sur le site de la NASA (28 clics)
• Katherine Johnson, une figure de la Nasa sortie de l'ombre (24 clics)
• La biographie de Mary Jackson sur le site de la NASA (27 clics)
• Le siège de la Nasa rebaptisé au nom de sa première ingénieure afro-américaine (19 clics)
• Chronologie de l'exploration spatiale (25 clics)
• La conquête de l’espace : une affaire féminine, deuxième partie les missions Apollo (5 clics)