Margaret Hamilton: morre a cientista que liderou desenvolvimento de software para missão Apollo 11

Uma das contribuições de Hamilton ocorreu durante a descida do módulo lunar Eagle, em 1969. O computador de bordo apresentou alertas de sobrecarga pouco antes do pouso. O sistema desenvolvido por sua equipe conseguiu priorizar as operações necessárias à missão, o que permitiu a continuidade do procedimento.

Ao longo da carreira, a cientista publicou mais de 130 trabalhos e fundou duas empresas de tecnologia. Em 2016, recebeu a Medalha Presidencial da Liberdade, uma das principais honrarias civis dos Estados Unidos, concedida pelo então presidente Barack Obama.

Como Margaret Hamilton começou a trabalhar com programação

Nascida em Paoli, no estado americano de Indiana, em 1936, Hamilton iniciou os estudos de matemática na Universidade de Michigan, em 1955. Posteriormente, transferiu-se para o Earlham College, onde concluiu a graduação em matemática, com especialização em filosofia, em 1958.

No ano seguinte, mudou-se para Boston, em Massachusetts, acompanhada do marido, que cursava direito. Na cidade, conseguiu um emprego temporário no departamento de meteorologia do MIT.

A função envolvia o desenvolvimento de programas de previsão do tempo ao lado do pesquisador Edward Lorenz, que posteriormente se tornaria uma referência nos estudos sobre a teoria do caos. Foi nesse trabalho que Hamilton teve seu primeiro contato profissional com a programação de computadores.

Em 1961, passou a integrar o Laboratório Lincoln do MIT, onde participou do projeto Semi-Automatic Ground Environment (SAGE), sistema de defesa aérea dos Estados Unidos.

Na iniciativa, desenvolveu programas para o protótipo do computador AN/FSQ-7, utilizado pela Força Aérea americana na identificação de aeronaves consideradas potencialmente hostis.

A experiência levou Hamilton a estudar métodos para aumentar a confiabilidade dos sistemas computacionais e reduzir falhas de programação.

O papel de Margaret Hamilton no programa Apollo

A entrada de Hamilton no programa espacial ocorreu em 1965, quando o Laboratório de Instrumentação do MIT recrutava profissionais para desenvolver o software de bordo das missões Apollo.

Ela soube da oportunidade por meio de um anúncio de jornal encontrado pelo marido. Após se candidatar, tornou-se a primeira programadora contratada pelo MIT para o projeto e a primeira mulher a ocupar essa função na iniciativa.

Inicialmente, trabalhou nos sistemas destinados às missões não tripuladas. Com o avanço do programa, assumiu a liderança da equipe responsável pelos programas utilizados nas viagens com astronautas.

Em 1968, Hamilton já ocupava o cargo de diretora assistente responsável pela equipe de software do Módulo de Comando e Serviço. Naquele período, mais de 400 profissionais participavam do desenvolvimento dos sistemas do programa Apollo.

O trabalho exigia a criação de programas capazes de executar operações de navegação e controle em computadores com capacidade de processamento limitada em comparação com os equipamentos atuais.

Em entrevista ao MIT News, em 2009, Hamilton afirmou que a equipe tinha consciência de que não haveria uma segunda oportunidade caso os sistemas falhassem durante as missões.

A cientista também relatou que o desconhecimento sobre as possibilidades do software deu aos profissionais autonomia para desenvolver soluções e estabelecer métodos de programação.

Como um erro da filha de Hamilton influenciou a segurança das missões

Um episódio envolvendo Lauren, filha de Hamilton, ajudou a identificar uma vulnerabilidade nos programas utilizados pelo projeto Apollo.

Durante uma visita ao laboratório, a criança, então com quatro anos, utilizou um simulador do módulo de comando e acionou acidentalmente o programa P01, destinado às operações anteriores ao lançamento.

Como o simulador estava configurado para representar uma nave em voo, a execução do comando provocou uma falha no sistema.

Hamilton identificou o problema e sugeriu uma alteração para impedir que a mesma operação fosse realizada durante uma missão espacial.

A proposta não foi implementada inicialmente. A justificativa apresentada à engenheira era que os astronautas, por terem recebido treinamento, não cometeriam esse tipo de erro.

Entretanto, durante a missão Apollo 8, em 1968, o astronauta Jim Lovell acionou o programa P01 por engano. A operação provocou a perda dos dados de navegação armazenados no computador.

Hamilton e sua equipe participaram da recuperação das informações. Após o incidente, as modificações propostas pela engenheira foram incorporadas ao software.

O episódio se tornou um exemplo da aplicação da programação defensiva, método de desenvolvimento que procura antecipar falhas humanas e técnicas para evitar que comprometam o funcionamento de um sistema.

Como o software de Hamilton ajudou no pouso da Apollo 11

Em julho de 1969, o sistema desenvolvido pela equipe de Hamilton teve participação direta no pouso da Apollo 11, missão que levou os primeiros seres humanos à superfície lunar.

Durante a aproximação do módulo Eagle, o computador de bordo emitiu o alerta 1202, que indicava uma sobrecarga de processamento.

O problema estava relacionado ao funcionamento de equipamentos da espaçonave, que provocaram a execução de tarefas adicionais pelo computador. A quantidade de operações ameaçava comprometer o processamento dos comandos necessários à descida.

O software havia sido projetado para organizar as tarefas de acordo com sua importância. Dessa forma, o computador conseguia interromper processos de menor prioridade e reservar recursos para as funções relacionadas ao pouso.

O mecanismo permitiu que o sistema continuasse a executar os procedimentos de navegação, apesar dos alertas.

Com base no funcionamento do computador e na avaliação das equipes de controle, a NASA autorizou a continuidade da descida.

O módulo Eagle pousou na Lua em 20 de julho de 1969. Neil Armstrong e Buzz Aldrin se tornaram os primeiros seres humanos a caminhar na superfície lunar, enquanto Michael Collins permaneceu em órbita no módulo de comando.

A arquitetura de software adotada pela equipe de Hamilton demonstrou a importância de desenvolver sistemas capazes de administrar falhas sem interromper operações essenciais.

Empresas fundadas por Margaret Hamilton após o programa Apollo

Hamilton permaneceu no Laboratório de Instrumentação do MIT até a década de 1970. Após o encerramento do programa Apollo, a unidade se desvinculou do instituto e passou a operar como Laboratório Draper.

Em 1976, a cientista fundou a Higher Order Software, empresa dedicada ao desenvolvimento de soluções baseadas em sua abordagem de engenharia de software.

O método priorizava a prevenção de erros e a tolerância a falhas, conceito que descreve a capacidade de um sistema de continuar em funcionamento mesmo diante de problemas em determinados componentes.

Cerca de dez anos depois, Hamilton criou a Hamilton Technologies, voltada ao desenvolvimento de ferramentas para planejamento, engenharia de sistemas e produção de software.

Entre os produtos da empresa está a Universal Systems Language (USL), linguagem de modelagem utilizada para estruturar sistemas computacionais e identificar possíveis erros durante o desenvolvimento.

A tecnologia segue os princípios adotados por Hamilton desde sua participação no programa Apollo, com foco na prevenção de falhas antes da execução dos programas.

Reconhecimento e legado na engenharia de software

Durante sua trajetória profissional, Hamilton defendeu que o desenvolvimento de programas de computador fosse reconhecido como uma disciplina de engenharia, com métodos e responsabilidades próprios.

Em entrevista ao jornal espanhol El País, em 2018, afirmou que começou a utilizar a expressão "engenharia de software" para diferenciar o trabalho dos programadores das atividades relacionadas ao desenvolvimento de componentes físicos dos computadores, conhecidos como hardware.

Segundo Hamilton, a denominação foi inicialmente recebida com resistência e chegou a ser motivo de brincadeiras entre profissionais da área. Com o passar dos anos, o termo passou a integrar a nomenclatura utilizada pela indústria de tecnologia.

O reconhecimento de seu trabalho também ocorreu por meio de premiações. Em 2003, recebeu o prêmio NASA Exceptional Space Act, concedido por suas contribuições científicas e técnicas.

Em 2016, foi homenageada com a Medalha Presidencial da Liberdade. Na cerimônia, o governo americano destacou sua participação no desenvolvimento da arquitetura de software que contribuiu para as missões lunares.

Hamilton também recebeu o título de Computer History Museum Fellow, em 2017, e o prêmio Intrepid Lifetime Achievement, em 2019. Em 2022, passou a integrar o National Aviation Hall of Fame, instituição que reconhece profissionais ligados à história da aviação e do setor aeroespacial.

Sua trajetória ganhou visibilidade nas redes sociais por meio de uma fotografia na qual aparece ao lado de uma pilha de documentos com o código desenvolvido para o programa Apollo.

Em 2015, os arquivos do software das missões foram disponibilizados no GitHub, plataforma de armazenamento e compartilhamento de códigos de programação.

Dois anos depois, Hamilton foi representada em uma coleção da Lego dedicada a mulheres que participaram da história da Nasa. O conjunto teve origem em uma proposta da comunicadora científica Maia Weinstock, ligada ao MIT.

O professor Olivier de Weck, do Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT, destacou a atuação da engenheira no desenvolvimento de sistemas voltados à prevenção de erros e na formação de profissionais da computação.

Hamilton deixa a filha Lauren Hamilton, o genro Richard Selesnick, dois netos, quatro bisnetos e três irmãos, John, David e Kathryn. Uma cerimônia em sua memória está prevista para a primavera em Cambridge, Massachusetts.