Margaret Hamilton: Die Ingenieurin, die der Software ihren Namen gab

Drei Minuten vor Erreichen der Mondoberfläche begann der Apollo-11-Leitcomputer Warnsignale auszugeben. Buzz Aldrin hatte eine achte gleichzeitige Aufgabenanfrage an eine Maschine gesendet, die für maximal sieben ausgelegt war. Die Landung hätte dort abgebrochen werden können. Sie wurde jedoch nicht abgebrochen, weil die Frau, die das Softwareteam leitete, Jahre zuvor angenommen hatte, dass genau so etwas passieren würde, und den Computer so programmiert hatte, dass er im Falle eines Fehlers seine eigenen unwesentlichen Aufgaben abwarf, anstatt abzustürzen. „Hätte der Computer dieses Problem nicht erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet“, sagte sie später, „bezweifle ich, dass Apollo 11 die erfolgreiche Mondlandung geworden wäre, die sie war.“

Paoli, Indiana

Margaret Elaine Heafield wurde am 17. August 1936 als Tochter von Kenneth und Ruth Esther Heafield in Paoli, Indiana, geboren. Die Familie zog nach Michigan, wo sie 1954 ihren Abschluss an der Hancock High School machte. Ihr Vater war Dichter und ihr Großvater Schulleiter, und ihr Elternhaus führte sie ebenso nah an die Philosophie wie an die Mathematik – am Ende sollte sie beides studieren. Sie studierte 1955 an der University of Michigan, wechselte dann an das Earlham College und schloss dort 1958 einen Bachelor of Arts in Mathematik mit Nebenfach Philosophie ab. Sie schrieb es Florence Long, der Leiterin der Mathematikabteilung am Earlham College, zu, sie zu abstrakter Mathematik und einer akademischen Laufbahn ermutigt zu haben. Im Juni 1958 heiratete sie James Cox Hamilton; im darauffolgenden Jahr wurde ihre Tochter Lauren geboren.

Wetter, Chaos, Griechisch und Latein

Ihre erste Arbeit im Bereich der Informatik leistete sie ab Mitte 1959 bei Edward Norton Lorenz in der Meteorologieabteilung des MIT, wo sie Wettervorhersagesoftware für die Rechner LGP-30 und PDP-1 schrieb. Lorenz würdigte später ihren Beitrag zu den Arbeiten, aus denen die Chaostheorie hervorging. Von 1961 bis 1963 programmierte sie am MIT Lincoln Laboratory den Prototypen AN/FSQ-7 für das Luftverteidigungssystem Semi-Automatic Ground Environment. Dort wurde ihr ein notorisch schwer verständliches Programm übergeben, dessen Kommentare auf Griechisch und Latein verfasst waren – und sie wurde die erste Person, die es zum Laufen brachte. Beide Tätigkeiten teilten ein Merkmal, das ihre Arbeit prägen sollte: Man gab ihr Systeme, die sonst niemand zum Funktionieren bringen konnte.

Das Instrumentation Lab

1965 trat sie dem Instrumentation Laboratory des MIT, dem späteren Charles Stark Draper Laboratory, als erste Programmiererin – und erste weibliche Programmiererin – bei, die für das Apollo-Projekt eingestellt wurde. Sie stieg zur Leiterin der Software Engineering Division auf und war verantwortlich für die bordeigene Flugsoftware des Apollo-Leitcomputers sowohl im Kommando- als auch in der Mondlandefähre sowie später für die Skylab-Systeme. Dies war Code ohne zweite Chance: keine Patches, keine Neustarts auf einer Abstiegsbahn, keine Möglichkeit, die Maschine zu erreichen, nachdem sie die Rampe verlassen hatte.

1202

Hamiltons Lösung bestand darin, Fehler nicht als Ausnahme, sondern als Entwurfsannahme zu betrachten. Ihre Software enthielt Fehlererkennungs- und Wiederherstellungsroutinen und, entscheidend, ein System zur „Prioritätsanzeige“: Wenn der Computer überlastet war, verwarf er Aufgaben mit niedrigerer Priorität und behielt die für die Landung erforderlichen Funktionen bei. Sie hatte auch den menschlichen Faktor in der Schleife bedacht und das Verfahren so entworfen, dass Astronauten, die eine Prioritätsanzeige sahen, bis fünf zählen sollten, um die Verarbeitungsverzögerung der Software zu berücksichtigen.

Am 20. Juli 1969 lief der Mechanismus exakt wie entworfen. Die Alarme ertönten, der Computer verwarf, was er sich leisten konnte zu verlieren, und Jack Garman, Computer-Ingenieur der NASA-Missionsleitzentrale, erkannte die Codes und rief: „Go, go!“ Der Adler landete.

Einer Disziplin einen Namen geben

Hamilton wird zugeschrieben, den Begriff „Softwaretechnik“ (software engineering) während der frühen Apollo-Jahre etabliert zu haben. Ihr Zweck war dabei ebenso organisatorischer wie beschreibender Natur. „Ich begann den Begriff ‚Softwaretechnik‘ zu verwenden, um sie von Hardware und anderen Arten von Ingenieurskunst zu unterscheiden“, erklärte sie, „und dennoch jede Art von Ingenieurskunst als Teil des gesamtheitlichen Systementwicklungsprozesses zu betrachten.“ Die Hardwarentwickler waren davon wenig beeindruckt. „Das war lange Zeit ein anhaltender Witz“, erinnerte sie sich. „Sie machten sich gerne über meine radikalen Ideen lustig.“ Dieser Witz ist heute der Name einer Branche, die Dutzende Millionen Menschen beschäftigt.

Entwicklung vor der Tat

Sie verbrachte den Rest ihrer Karriere damit, diesen Ansatz weiterzuverfolgen. 1976 gründete sie gemeinsam mit Saydean Zeldin das Unternehmen Higher Order Software, um die Fehlervermeidungsmethoden zu formalisieren, die ihr Apollo gelehrt hatte; ihr Produkt USE.IT unterstützte staatliche Programme wie das Space Shuttle und die ICAM-Projekte der Air Force. Im März 1986 gründete sie Hamilton Technologies in Cambridge, Massachusetts, wo sie die Universal Systems Language und die 001 Tool Suite rund um ein Paradigma entwickelte, das sie „Entwicklung vor der Tat“ (development before the fact) nannte – die These, dass Fehler zum Zeitpunkt des Entwurfs unmöglich gemacht werden sollten, anstatt sie während des Tests zu suchen.

Die Anerkennung kam langsam und dann geballt: der Augusta Ada Lovelace Award im Jahr 1986; der NASA Exceptional Space Act Award im Jahr 2003, der mit 37.200 US-Dollar die höchste Einzelprämie in der Geschichte der Behörde war; die Presidential Medal of Freedom von Barack Obama im Jahr 2016; ein Fellow Award des Computer History Museum im Jahr 2017; der Washington Award im Jahr 2019; die Aufnahme in die National Aviation Hall of Fame im Jahr 2022.

Warum Margaret ein Genie genannt wird

Diese Eigenschaft stellt eine bewusste Umkehrung der damaligen Denkweise in ihrem Fachbereich dar. In den 1960er Jahren wurde Software als eine Ansammlung von Anweisungen verstanden, die funktionieren sollten, wobei Fehler als bedauerliche Vorfälle betrachtet wurden, die später gefunden werden mussten. Hamilton behandelte das Versagen als primäres Entwurfsobjekt: Was sollte ein System tun, wenn die Annahmen, auf denen es beruhte, nicht mehr zutrafen? Die Prioritätsanzeige ist das klarste Artefakt dieses Denkens. Sie verhindert keine Überlastung, da diese nicht verhindert werden kann; sie entscheidet im Voraus – unter Bedingungen, die noch niemand zuvor erlebt hat –, was eine Maschine aufgeben darf, um genau das eine zu tun, worauf es ankommt. Das ist ein philosophischer Schritt ebenso wie ein technischer. Ihre zweite Leistung ist konzeptionelle Autorschaft: Die Benennung der „Softwaretechnik“, für die sie verspottet wurde, organisierte das Selbstverständnis einer ganzen Profession neu.

Die ehrlichen Einschränkungen sind folgende: Die Liste ihrer Ehrungen zeigt, so umfangreich sie auch ist, nicht das formell verliehene Wort „Genie“; sie zeigt Medaillen für Taten von großer Tragweite. Die Rettung von Apollo 11 war ein System und keine Einzelleistung – ihre Software schlug Alarm, aber Jack Garman musste die Codes erkennen, ein Flugkontrolleur musste das Startsignal geben, und das Design hing davon ab, dass Astronauten einem menschlichen Verfahren folgten. Zudem übernahm die Industrie ihr Wort vollständiger als ihre Methode: „Softwaretechnik“ ist universell, während „Entwicklung vor der Tat“ eine Spezialisierung geblieben ist. Ihr Genie liegt am ehesten in einer Problemformulierung begründet, die jedes Werkzeug überdauert hat, das sie zu seiner Lösung gebaut hat.

Vermächtnis

Der Code, den sie leitete, ist der Grund, warum der Ausdruck „1202-Alarm“ ein Triumph und kein Grabstein ist. Das größere Vermächtnis ist die Annahme – die heute so selbstverständlich ist, dass sie unsichtbar geworden ist –, dass Software etwas ist, das konstruiert, an Toleranzen gehalten und darauf ausgelegt ist, kontrolliert zu versagen. Sie lieferte sowohl den Namen als auch den ersten großen Beweis dafür.