A Szent Korona műtárgyi és tárgyi vizsgálata a korona létrehozásának, készítéstechnikájának és geometriai kialakításának természettudományos, műszaki és mérnöki alapú elemzése. A kutatás az archeometria keretében, azon belül régészmérnöki (archaeoengineering) megközelítésre épül. A vizsgálati módszerek közé tartozik a szerkezeti elemzés, a digitális modellezés, a technológiai rekonstrukció. A megvalósíthatóság ellenőrzése fizikai rekonstrukció (replika) készítésével történik. Az anyagvizsgálat ezekhez kapcsolódó, kiegészítő vizsgálati terület.
A módszertan kulcseleme a másolat (replika) készítése, amely a szerkezeti és technológiai hipotézisek kísérleti ellenőrizhetőségét biztosítja. A lehetséges létrehozási módok értékelése FMEA (hibamód- és hatáselemzés) alkalmazásával történik, amely a megvalósítható megoldások körének szisztematikus szűkítését teszi lehetővé.
Régészmérnöki vizsgálat a Szent Koronán
A Magyar Szent Korona kutatásának alapvető problémája a fizikai műtárgy nem elsődlegesen műszaki szempontú értelmezése. A tárgy hagyományos megközelítése elsősorban történeti, stílusbeli és ikonográfiai elemzésekre épül, amelyek más szempontból jelentős eredményeket hoztak. A jelen vizsgálat azonban módszertanilag elkülönül ezektől, és a koronát mint fizikai tárgyat vizsgálja; ennek megfelelően kizárólag a szerkezetre, kialakításra és összeállításra vonatkozó, ellenőrizhető és reprodukálható mérnöki elemzésre támaszkodik.
A régészmérnöki vizsgálat ebben a szócikkben a korona egységes szerkezetére összpontosít. A cél a kortól független jellemzők feltárása, elsősorban szemrevételezés, technológiai elemzés, fizikai rekonstrukció (replika) és ezek alternatív lehetőségeinek vizsgálata révén.
Marosi Ernő rámutatott arra, hogy a Szent Korona kutatásában a történeti források és a tárgyi (fizikai) megfigyelések hosszú ideig egymástól elkülönítve kerültek vizsgálatra, miközben mindkét területen hipotézisek domináltak a rendszerszintű, egységes szerkezeti elemzés helyett. A zománcképek elhelyezkedésének és eltolódásainak korai megfigyelései – különösen Bárány-Oberschall munkájában – szintén arra utalnak, hogy az egyes elemek jelenlegi helyzete és viszonyrendszere nem minden esetben illeszkedik szabályos, egységes szerkezeti rendbe. A régészmérnöki vizsgálatok egyik korlátja, hogy nem terjednek ki a tárgy kormeghatározására. A kronológiai kérdések vizsgálata az archeometria és a művészettörténet más módszereinek körébe tartozik.
Ugyanakkor a mérnöki és a művészettörténeti megközelítés között létezik átfedési terület, amely a Szent Koronán megjelenő ikonográfiai és stílusjegyek műszaki és formai értelmezését is lehetővé teszi, és ezáltal közvetetten kronológiai következtetések levonását is segítheti. Ezen összefüggések részletes tárgyalása külön szócikkben is lehetséges. A régészmérnöki megközelítésben a Szent Korona nem különálló ikonográfiai elemek összességeként, hanem egységes szerkezeti rendszerként jelenik meg.
Geometriai és szerkezeti elemzés
Abroncskorona
bélyegkép|jobbra|Az abroncskorona háromdimenziós CAD-rekonstrukciója Az elemzés felhasználja az Aranyműves Csoport 1983-as méréseinek eredményeit. Ezen túlmenően Szelényi Károly és Bencze Kovács György által készített, tényleges méretarányra nagyított fotók és filmfelvételek kerültek felhasználásra.
bélyegkép|A Szent Korona keresztpántjának háromdimenziós képe, mérnöki CAD-programmal létrehozva
Az abroncs jól megtervezett, nyolc részre tagolt szerkezetet mutat. Az elülső, valamint az ezzel átellenes, követ hordozó mező 59, illetve 50 mm széles. Ezek két oldalán két-két zománckép-foglalat helyezkedik el. Bár a foglalatok mérete enyhén változik, az abroncsgyűrű egymással szemben álló negyedei összességükben csak igen csekély eltérést mutatnak.
A négy zománcfoglalatot követően egy, tized-milliméteres pontossággal kialakított kőmező következik, majd ismét két, szimmetrikusan elhelyezett képkeret. A hátsó bal oldalon lévő képkeret mintegy 1 mm-rel közelebb helyezkedik el, ezért az ottani kőmező is 1 mm-rel keskenyebb. Ennek eredményeként keresztirányban is kialakul egy kőmező helye. Vagyis homlok–tarkó irányban és keresztirányban egyaránt kőmezők határozzák meg az abroncs negyedíveit.
A két elülső negyedív hosszúsága közötti különbség mindössze 0,2 mm, míg a két hátsó negyed között a bal oldali eltolódás miatt 1,1 mm eltérés mutatkozik.
Feltűnő, hogy ez az osztás geometriailag alkalmas egy széles pántú keresztpánt befogadására, mivel a keresztpánt szárai az üresen hagyott kőmezők irányába esnek.
Keresztpánt A keresztpánt kupolaszerűen zárja le az abroncskoronát. A négy, egymást keresztező, a tetőlemezhez forrasztott szár ívesen meghajlított. A szárak szabad végein szerelési sáv került kialakításra, amely az abroncskoronához való csatlakozást biztosítja. A keresztpánt szárai között mérhető szögeltérések mutathatók ki.
A Szent Korona egyben
A képi és geometriai megfigyelések alapján a Krisztus- és a Dukász-zománcképek foglalatainak helyzete nem az abroncs szabályos osztásához, hanem a keresztpánt szárainak aktuális irányához viszonyítva írható le.
A Szent Korona két fő szerkezeti egységből áll: a pontosan osztott abroncskoronából és a szögeltéréseket mutató keresztpántból. A két elem együttes illesztése geometriai igazításokat igényel, amelyek a kapcsolódási pontokon megfigyelhetők. A keresztpánt geometriájából következően az illesztés iránya korlátozott. A szárak szögeltérései miatt az abroncshoz való csatlakozás nem szabadon választható, hanem a meglévő geometriai viszonyok által meghatározott. Az illesztés két egymással szemben elhelyezkedő szár mentén valósul meg. Elméletileg választható lenne az elülső–hátsó vagy az oldalsó tengely, a tényleges kialakítás azonban az oldalsó tengely menti illesztést valósítja meg. Az elülső és hátsó szár helyzete ennek megfelelően meghatározott, mivel a keresztpánt szárai egymással rögzített, összefüggő szerkezeti rendszert alkotnak, és az abroncshoz illeszkednek. A képi dokumentáció alapján az elülső és hátsó keresztpántszár nem esik egybe az abroncs első és hátsó kőmezőinek szimmetriatengelyével, hanem attól eltérést mutat; ez az eltérés elöl kisebb, hátul kifejezettebb. Ezt az eltérést a szakirodalom aszimmetriának nevezi. Ugyanakkor a Krisztus- és a Dukász-zománcképek foglalatai a megfelelő keresztpántszárak elé esnek, azokhoz igazodva.
A modell tanulmányozása alapján az abroncskorona több eleme a keresztpánt szárainak irányához igazodik.
Az első keresztpántszárhoz igazodnak: a Krisztus-zománckép foglalata és a hozzá kapcsolódó pártarész az alsó és felső gyöngysort tartó első gyűrű Lovag Zsuzsa megfigyelése szerint az első, a Krisztus-zománckép alatt elhelyezkedő háromszög alakú kő tengelye a Pantokrátor-kép tengelyéhez igazodik, amely a keresztpánt szárának irányával hozható összefüggésbe.
A hátsó keresztpántszárhoz igazodnak: A Dukász-zománckép foglalata Az abroncsgyűrű végeinek forrasztási vonala A hátsó csüngő indító gyűrűjének helyzete
Digitális modellezés és 3D rekonstrukció
A bemutatott aszimmetria nemcsak mérésekből vezethető le, hanem fényképeken és közvetlen szemrevételezéssel is jól megfigyelhető. Az egyéb aszimmetriák feltárásához és a mérnöki elemzéshez azonban számítógépes feldolgozásra alkalmas 3D modell szükséges. A legpontosabb módszer a 3D szkennelés; ennek hiányában CAD-alapú modellezés vagy virtuális rekonstrukció alkalmazható. A Szent Korona esetében méretezésen alapuló, mérnöki tervezésben alkalmazott CAD-modell készült. A szkennelés előnye, hogy az így nyert méretek helyessége nagy bizonyossággal meghatározható. További előny, hogy megfelelően nagy felbontás és részletgazdagság esetén – amíg a tárgy nem változik – nem szükséges új felvételek készítése; a Szent Korona optikai és régészmérnöki vizsgálatához elegendő a 3D modell.
A mérnöki CAD-modell előnye, hogy szerkesztése segíti a technológiai műveletek sorrendjének meghatározását. A Szent Korona szerkezeti kialakításának és összeállításának bemutatott rekonstrukciós folyamata – mint látható – párhuzamosan indul. Ennek oka, hogy az abroncsgyűrű osztása geometriailag pontos, tehát független más részektől. Ugyanakkor a keresztpánt markánsan eltérő geometriai, műszaki és technológiai, valamint stilisztikai jellemzői az abroncsgyűrűtől szintén arra utalnak, hogy a keresztpánt és az abroncsgyűrű készítése egymástól függetlenül történhetett. thumb|A Szent Korona szerkezeti kialakításának és összeállításának rekonstrukciós folyamata. A diagram a készítési lépések műszaki értelmezését és azok egymáshoz való viszonyát szemlélteti.
Technológiai rekonstrukció
Mindazonáltal a Szent Korona egységes képet mutat. Megállapítható, hogy e két fő részt össze kellett szerelni úgy, hogy a megfigyelt aszimmetria teljesüljön. Erre két lehetőség adódik: az egyik szerint – amint azt a folyamatdiagram bemutatja – az abroncskorona egyes részeit a keresztpánthoz igazították. A másik lehetőség, hogy az abroncskoronán már kezdetben jelen volt a leírt aszimmetria, és ennek figyelembevételével alakították ki a jelenlegi keresztpántot.
Ez utóbbi megoldást képviseli A Szent Korona ötvösszakmai vizsgálata és a történészi szakirodalom, különösen Tóth Endre és munkatársai.
Kísérleti reprodukció
thumb|A Szent Korona kísérleti rekonstrukciója (replika), amely a rekonstruált készítési folyamatok vizsgálatára készült
Annak vizsgálatára, hogy egy műtárgy milyen módon jöhetett létre, a régészetben gyakran alkalmazzák a kísérleti régészet módszertanát. Ennek keretében a rekonstruált technológiai folyamatokat fizikai másolatokon (replikákon) kísérletileg is végrehajtják, lehetővé téve a kivitelezhetőség és a műveleti sorrend gyakorlati ellenőrzését.
Ennek megfelelően készült el a vizsgálat során alkalmazott replika. A módszer különösen alkalmas a készítési technológiák rekonstruálására, valamint annak megítélésére, hogy egy adott szerkezeti vagy technológiai eljárás a gyakorlatban megvalósítható-e.
A kísérleti eredmények alapján vizsgálható, hogy az egyes vizsgált szerkezeti megoldások milyen mértékben tekinthetők kivitelezhetőnek. A bemutatott esetben a rekonstrukció a keresztpánt elsődleges szerkezeti szerepét leíró modell megvalósíthatóságát szemlélteti.
Alternatív technológiai megoldások vizsgálata
A Szent Korona vizsgálata általában a két fő szerkezeti egység tárgyalásával kezdődik. A kutatók többsége egyetért abban, hogy az abroncskorona (görög korona) és a keresztpánt (latin korona) a korona két markánsan eltérő része. Ugyanakkor e két elem összekapcsolásával jött létre az a tárgy, amelyet Szent Koronaként ismerünk.
A szakirodalomban ezért gyakori a két rész elkülönített tárgyalása, bár ezt több művészettörténész alapvetően megkérdőjelezte. Az egységes korona szemléletét hangsúlyozza Tóth Endre és munkatársai is.
A jelen régészmérnöki vizsgálat a kísérleti régészet módszereit alkalmazva vizsgálja a szerkezeti kialakítás lehetőségeit. Ugyanakkor az alternatív technológiai változatok teljes körű vizsgálata további elemzéseket igényel, ezért ezek értékelése jelenleg elsősorban elméleti alapon történik.
Az abroncskorona két kiemelkedően fontos aszimmetrikus eleme a Krisztus- és a Dukász-foglalat. Mindkettő az abroncshoz képest aszimmetrikus elhelyezkedésű, és a keresztpánt első, illetve hátsó szárához igazodik. Ez arra utal, hogy helyzetüket a keresztpánt szerkezeti elemei befolyásolják.
Megfordítva a megközelítést: ha az abroncskorona aszimmetriája ettől eltérő lenne, a jelenlegi keresztpánt geometriai kialakítása nem lenne egyértelműen levezethető. Ennek részletes mérnöki elemzése az npj Heritage Science folyóiratban jelent meg.
Az anyagvizsgálat
Az anyagvizsgálat a Szent Korona régészeti kutatásának egyik meghatározó, természettudományos alapú módszere, amely az ötvözetek összetétele, a technológiai nyomok és a készítési eljárások vizsgálata révén objektív összehasonlítási lehetőséget biztosít a különböző szerkezeti egységek között.