La scienziata che insegnò alle missioni Apollo come gestire gli imprevisti

«Tre minuti prima che Armstrong e Aldrin toccassero il suolo lunare, scattarono gli allarmi dell’Apollo 11. I nostri astronauti non avevano molto tempo, ma per fortuna avevano Margaret Hamilton» disse nel 2016 l’allora presidente degli Stati Uniti Barack Obama durante la cerimonia di consegna della Medaglia presidenziale della libertà, la più alta onorificenza civile del paese.

Stava premiando la nota scienziata e imprenditrice che scrisse il software di bordo delle missioni Apollo, compresa quella che nel 1969 portò i primi esseri umani sulla Luna. Hamilton è morta a 90 anni il 30 settembre. Il Massachusetts Institute of Technology (MIT), la prestigiosa università per cui lavorò negli anni Sessanta, ne ha dato notizia mercoledì.

Nel suo discorso Obama faceva riferimento a uno dei momenti più ricordati della storia di Hamilton. Il modulo lunare Eagle stava scendendo verso il mare della Tranquillità, la zona pianeggiante della Luna scelta come luogo di atterraggio, quando apparve un codice di allarme sul computer di bordo, che era andato in sovraccarico ricevendo più richieste di quante fosse in grado di elaborarne.

All’epoca i computer di bordo disponevano di appena 4 kilobyte di memoria per i calcoli e 72 kilobyte di memoria di sola lettura. Per fare un confronto, una singola fotografia scattata dalla missione Artemis II lo scorso aprile occupa più di 1 megabyte, più di 250 volte l’intera memoria di lavoro del computer che accompagnò gli astronauti dell’Apollo sulla Luna.

Il sovraccarico rischiava di impedire l’allunaggio, e senza Hamilton probabilmente la discesa sarebbe stata annullata o sarebbe finita molto male. Il gruppo che dirigeva infatti aveva sviluppato il software in modo da sospendere temporaneamente le operazioni meno importanti. Il computer seguì la procedura e dopo qualche minuto gli esseri umani riuscirono a toccare il suolo lunare per la prima volta. Come ha detto Olivier de Weck, che ora dirige ad interim il dipartimento di aeronautica e astronautica del MIT, Hamilton aveva dedicato la sua carriera a prevenire gli errori e «gestire l’ignoto».

Per decenni il suo nome è stato conosciuto quasi solo tra gli appassionati di storia dello spazio o di informatica. Poi negli anni Dieci cominciò a circolare online una foto del 1969 che la ritraeva in piedi accanto a una pila di fogli alta quanto lei. Erano le istruzioni del software che aveva sviluppato insieme al suo gruppo al MIT. Negli anni Sessanta infatti i programmi si scrivevano su grandi fogli: poi venivano trascritti su schede perforate e caricati su computer grandi come stanze.

E non erano l’unico elemento artigianale del lavoro dei programmatori. La memoria fissa era una “core rope”, una corda formata da minuscoli anelli magnetici: se un filo di rame passava nell’anello c’era un bit che valeva 1; se gli girava intorno, invece, era uno 0. Venivano cuciti a mano da donne che avevano esperienza come tessitrici e Hamilton, che si assicurava che non ci fossero errori, era soprannominata “rope mother”, madre della corda.

Hamilton all’inizio non era una programmatrice. Aveva studiato matematica all’Università del Michigan, poi si era trasferita in un piccolo college quacchero dell’Indiana. Si era laureata nel 1958 e l’anno dopo aveva seguito a Boston il marito, in modo che lui potesse concludere i suoi studi di legge ad Harvard.

Lì iniziò a lavorare per qualche tempo al dipartimento di meteorologia del MIT per Edward Lorenz, lo scienziato che avrebbe poi reso famoso l’effetto farfalla, e cioè l’idea che minuscole differenze nelle condizioni iniziali di un sistema possano produrre risultati estremamente diversi.

Hamilton iniziò così a scrivere programmi per simulare le previsioni del meteo. Quel periodo con Lorenz fu fondamentale: le insegnò cose sofisticate come ottimizzare la disposizione delle istruzioni nella memoria per migliorare le prestazioni, così come le operazioni più elementari.

Continuò a lavorare da programmatrice per qualche anno, passando nel 1961 al SAGE, il primo sistema di difesa aerea degli Stati Uniti. Poi nel 1965 suo marito vide un annuncio del MIT: un laboratorio stava cercando persone per scrivere il software che avrebbe «mandato l’uomo sulla Luna». Hamilton decise di provare a entrare nel programma e divenne così la prima programmatrice assunta per il progetto.

Nel 1968 divenne vicedirettrice responsabile del gruppo che scriveva il software del modulo di comando e nel tempo assunse ruoli sempre più importanti. Lavorava anche la sera e nei fine settimana. «Ripensandoci, eravamo le persone più fortunate del mondo: non c’era altra scelta che essere pionieri» disse in un’intervista del 2009.

Proprio per questi orari assurdi spesso portava con sé la figlia Lauren. Un giorno Lauren giocando col simulatore del modulo di comando lo mandò in blocco. Hamilton cercò di capire cosa fosse successo, incredula. Scoprì che Lauren aveva avviato un programma al posto di un altro, e così propose di inserire una stringa di codice per prevenire quel genere di errori.

La proposta non venne approvata, con l’idea che gli astronauti non si trovassero a commettere errori di questo tipo. Poi cinque giorni dopo il lancio dell’Apollo 8, la prima missione con equipaggio verso la Luna, l’astronauta Jim Lovell selezionò lo stesso programma sbagliato che aveva avviato Lauren. Dopo quel volo, ad Hamilton fu permesso di inserire la protezione nel software.

L’idea che un programma dovesse affrontare anche situazioni impreviste ed essere in grado di prevedere gli errori, anche quelli delle persone, fu la grande eredità che Hamilton lasciò alla NASA. Scrisse anche i “priority displays”, dei messaggi con cui il computer interrompeva le operazioni degli astronauti per avvisarli che era in corso un’emergenza.

Su quest’idea si basava anche la prima azienda che fondò nel 1976, la Higher Order Software, che sviluppava metodi e strumenti per rendere i software più affidabili.

Hamilton ricevette molti riconoscimenti, tra cui un premio della NASA del 2003 per i suoi contributi scientifici e tecnici. Il MIT ha previsto una cerimonia per commemorarla la prossima primavera.