首頁>科學>

北京時間 2 月 19 日,美國 NASA “毅力號” 火星車在歷經七個月的飛行後成功登陸火星。與它一起來到火星的還有一架使用 Linux 系統的直升機 “機智” 號。NASA 在 GitHub 上開源了該直升機中的 Linux 系統。

原來程式碼也可以 “上天”。事實上,在 NASA 的眾多航天大事記背後,一直都有一群負責寫程式碼的程式設計師們。其中,有一位名為克里斯汀・達登(Christine Darden,下稱 “達登”)的黑人女工程師,曾經用手中的程式碼,實現了阿波羅太空飛行任務。

達登出生於 1942 年 9 月 10 日,現年 79 歲。她的父親是保險公司的一名職員,母親是一位老師。從小,他們便儘可能地給達登提供良好的教育。在他們的影響下,還是小學生的達登就對拆卸和組裝機器零件有著濃厚的興趣。

1957 年,人造衛星的發射給高中時期的達登帶來了很大的啟發;大學期間的她在母校弗吉尼亞州漢普頓大學見證了第一個繞地球飛行的美國宇航員約翰・格倫(John Glenn)凱旋歸來的遊行隊伍。

1962 年,達登順利地從大學畢業,並拿到了數學學士學位和教師資格。此後,在結束其短暫的高中教學工作之後,21 歲的她與一位中學數學老師結婚。1965 年,達登被邀請擔任弗吉尼亞州立大學的研究助理並在該校繼續學習。1967 年,她被美國航空航天局蘭利研究中心(Langley Research Center)聘用為資料分析師。

達登是第一位在美國航空航天局蘭利研究中心擔任最高職位的非裔美國人。在其四十餘年的科研生涯中,她把大部分時間都用來研究 NASA 的超音速飛行和音爆等問題,並在 41 歲時獲得喬治・華盛頓大學工程學博士學位。

作為一名黑人科研人員,達登能夠順利進入 NASA 工作,也得益於美國第 32 任總統羅斯福頒佈的一項行政命令。在二戰之前,美國有一個叫 A. 菲利普・蘭道夫(A. Philip Randolph)的民權活動家,他多次勸說羅斯福總統清除在國防工業就業領域對種族、膚色和國籍的歧視。達登出生前一年,羅斯福釋出行政命令,敦促包括美國國家航空諮詢委員會在內的相關機構開始僱傭黑人員工。

1967 年,25 歲的達登來到美國航空航天局,她主要負責為蘭利研究中心的工程師編寫程式和處理數字等方面的工作。八年時間裡,她都在做著這項工作。雖然她也希望成為美國航空航天局的工程師,但主管並沒有給予她這樣的機會。不過,因為她主動出擊且有優秀的技術能力加持,三週後,主管將她調崗至工程部門。她也一度成為美國航空航天局蘭利研究中心少有的航空航天女工程師之一。

在成為美國航空航天局的工程師之後,她的首個任務就是編寫用在音爆上的計算機程式。音爆,即當物體在空氣中運動的速度突破音障、併產生衝擊波時伴隨而來的巨大響聲,它往往在處於飛行狀態中的飛機將空氣分子推開時產生。飛機在此時會創建出一個不可見的圓錐形壓力場,該壓力場的尖端在飛機的機頭位置,其側面圍繞著飛機。錐體與平面一起移動,發出一系列透過聲速傳播的壓力波。隨著飛機的加速,這些壓力波會越來越近;如果飛機飛行的速度超過音速,這些壓力波就會合併成聲波,即具有潛在破壞性的衝擊波。

達登的工作目標始終是研究那些更安靜、更環保、更安全和更高效的飛機。為此,她發表了五十多篇和超音速氣流、襟翼設計、音爆以及高升力機翼最小化設計等主題相關的論文。

近期,在達登被問及是否有飛機在使用她的設計時,她回答說:“在風洞中,我們所設計的壓力錐的內部和外部的壓力差比基準平面小得多。不過,我們需要從民眾那裡獲取他們對飛機噪音容忍度的反饋。波音公司曾在芝加哥和俄克拉荷馬城進行過一次試飛。當飛機開始工作後,民眾打電話報告他們家中的薄石板、窗戶和瓷器受到了損壞。所以,美國在 1971 年取消了這項計劃,並禁止飛機在地面上進行商業超音速飛行。目前,該法律仍然存在。”

她進一步解釋道:“不過,超音速運輸仍然非常受歡迎。在 20 世紀 80 年代後期,國會出資解決了超音速轟炸機的環境問題,其中包括噪音、轟炸機本身以及是否可能破壞臭氧等問題。他們要求我召集美國所有研究音爆的人參加在蘭利研究中心舉行的全國性會議。我主要負責領導研究程式和執行計劃的設計。為了證明方法有效,我們在風洞中進行了多年的測試。2002 年前後,美國國防高階研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency)借用了兩架 F5 超音速空軍飛機並在莫哈韋沙漠上開始了測試。他們在其中的一架上面構建和貼上面板,使其能夠與我們計算機程式中的等效面積分布相匹配,而另一架 F5 保持不變。當 F5 保持毫無變化地飛行時,能夠聽到控制室中的人因為響亮的嗡嗡聲而大喊,不過有面板的那架飛機的吊臂要軟得多。測試出的結果證明方法是有效的。”

在美國航空航天局工作四十年後,達登於 2007 年正式退休。九年後,由 Margot 撰寫的一本著作《隱藏的人物》(Hidden Figures)發表,裡面介紹了包括達登在內的四位非裔女工程師的生平與個人故事。達登和其他三位黑人女性數學家被稱作在美國太空競賽的關鍵時刻做出重要貢獻的人物。2019 年,這四位女性科學家還被授予了國會金牌。

11
最新評論
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 人體冷凍能否讓人重獲新生