Fue la menor de cuatro hermanos, su madre Joylette Roberta era maestra y su padre Joshua Coleman un granjero, leñador y empleado de mantenimiento de un hotel. Desde muy pequeña demostró altas cualidades en matemáticas.
La familia de Johnson vivía en su ciudad natal, pero en aquella época por los problemas raciales los afroamericanos no podían estudiar mas que hasta el octavo curso, así que, sus padres, decidieron mudarse de ciudad para que Katherine y sus hermanos pudieran seguir estudiando mas que hasta ese curso.
En la época del año en la que había colegio vivían en el Institute que fue donde se mudaron y en vacaciones de verano volvían a White Sulphur Springs su ciudad natal. Se graduó a los 14 años en su escuela de Institute y a los quince años empezó a estudiar en la universidad de la misma ciudad.
Katherine Johnson fue una física, científica espacial y matemática, en 1937 con tan solo 19 años se graduó con honores en matemáticas y francés. A los 19 años después de graduarse se fue a Marion (Virginia) a una escuela pública para Afroamericanos. Allí daba clases de matemáticas, francés y música. Cuando Katherine público su autobiografía en 2019 como todos los momentos vividos por el racismo y todas las consecuencias ya que en aquella escuela la mayoría eran blancos. La segregación racial que sufrieron en aquella época les obligo a utilizar baños, comedores y zonas diferentes a las de sus compañeros “blancos”. Ella declaro que no sintió la segregación racial de la NASA porque todos estaban trabajando, todos estaban investigando, “sabía que estaba allí pero nunca la percibí” explico. Sus cálculos de la mecánica como empleados de la NASA fueron fundamentales para el éxito del primer y posteriores vuelos espaciales en su país. Su trabajo fue fundamental en el éxito de las misiones Mercury y Apollo.
Durante su carrera de 35 años en la NASA se ganó la reputación de dominar los cálculos manuales complejos y contribuyó al uso pionero de ordenadores para realizar tareas. Fue una de las primeras mujeres afroamericanas en trabajar como científica en la NASA.
Desde 1961 hasta su jubilación en 1986 Johnson trabajo como tecnóloga aeroespacial en el área de controles de naves espaciales. Cuando la trayectoria del vuelo espacial del 5 de mayo de 1961. También calculo la ventana de lanzamiento del proyecto Mercury en 1961. Calculo trayectorias y rutas de entorno de emergencia para los vuelos de los astronautas y trabajo en planes de una misión en Marte. Fue convocada para verificar los resultados de los ordenadores con los que calculaban la orbita de John Glenn alrededor de la tierras. En 1969 ayudo a calcular la trayectoria del Apollo 11 que permitió que el hombre pisara por primera ves la Luna y volviera con vida. Y en 1970 Katherine trabajo en la misión del volviera con vida. Y en 1970 Katherine trabajo en la misión del Apolo 13 y una vez que la misión fue abandonada su trabajo en aplicar técnicas y cartas de navegación ,ayudo a que la tripulación volviera.
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