Maaliskuun 24:ntenä lähtivät Payer, Koldewey ja kuusi miestä pitkälle rekiretkelle, tutkiakseen Grönlannin rantaa pohjoista kohti. Kauaksi ei tarvinnut kulkea, ennenkuin tultiin tuiki tuntemattomille seuduille. Grönlannin ranta oli edelleenkin täynnään vuoria, vuonoja, jäävirtoja, ja oli kaiken kaikkiaan suurenmoisen kaunis. Retkikunta kulki jäätä pitkin. Pohjoista kohti jäävuorien luku yhä lisääntyi. 77:ltä pohjoiselta leveysasteelta retkikunnan täytyi eväitten niukkuuden vuoksi kääntyä takaisin. Tämä kohta jäi sitten moneksi vuosikymmeneksi Grönlannin itärannikon pohjoisimmaksi tunnetuksi. Paluumatka oli vielä vaivalloisempi kuin menomatka retkeilijäin voimain uupumisen ja nälän vuoksi, mutta huhtikuun lopulla he kuitenkin saapuivat onnellisesti laivaan. Matkan varrella he tapasivat tälläkin rannalla eskimoitten entisten asunnoitten pohjia.
Jo toukokuun 8:ntena Payer lähti uudelle retkelle, tutkiakseen Sabinen saaren kohdalla olevia suuria vuonoja. Suojat, likomärät kelit vaikeuttivat nyt tavattomasti kulkua.
Kesäkuussa Koldewey valmistautui lähtemään paluumatkalle, mutta vasta heinäkuun 22:ntena väylä aukeni. Kun kesä näytti suotuisalta, koetti hän laivalla tunkeutua pohjoista kohti, mutta jäät tuota pikaa sulkivat tien. Hän kääntyi silloin etelää kohti ja sinne päin oli sulaa. Kap Franklinin tuolla puolen löytyi erään vuonon suu, jota ei kartoilla ollut ensinkään; tämän vuonon löydöstä ja tutkimisesta tulikin sitten koko matkan loistokohta.
Payer nimitti vuonon hallitsijansa kunniaksi »Keisari Frans Josefin vuonoksi».
Frans Josefin vuono.
Vuonon suulla kohosi suoraan merestä 1 200 metrin korkuiset äkkijyrkät kallioseinämät ja näille Payer kiipesi, nähdäkseen vuonon sisustaan. »Mikä odottamaton näkö täällä ihastuneelle katseelle paljastui! Suunnaton, lukemattomien hohtavien jäävuorien peittämä vuono lepäsi lännessä jalkaimme alla, sulkien haaroineen helmaansa korkeita, jäätikön peittämiä kallioita, osaksi todellisia saaria, jyrkkäin kallioseinämäin piirittämättä, vuonon suu täynnään lukemattomia pieniä saaria. 70 km kauempana lännessä näimme erään vuonon päähaaroista poikkeavan länttä kohti 2400 m korkuisen vuorenharjanteen juurella. Etelässä Parryn yksinäinen kallioniemi pisti kauas mereen, ahtojäiltä tien sulkien, ja yli vielä selvittelemättömäin lahtien, niemensuikaleitten, vuorenjonojen ja jäävirtain vaelsi katse 100—110 km päässä olevalle, ehkä 3000 metriä korkealle 'Wernerin vuoristolle', jonka muodot muistuttivat Tyroolin Dolomiittteja».
»Germania» lähti paikalla sulaan vuonoon sitä kartoittamaan ja tutkimaan. Se haara, johon se laski, oli noin 7—10 km levyinen ja niin syvä, ettei 1,000 metrin luotilangalla tavattu pohjaa. Rannat olivat äkkijyrkkiä kallioseinämiä ja yli 600 metrin korkuisia jäävuoria uiskenteli vuonon pinnalla. Valtavia jäävirtoja päättyi monen kilometrin leveisin rintamin vuonoon.
Höyrykattilan huonon kunnon vuoksi »Germania» ei saattanut tutkia vuonon kaikkia mutkia, vaan retkikunnan täytyi tyytyä siihen, että kiipesi korkealle vuorelle saadakseen sieltä yleissilmäyksen. »Alppilaaksojemme reheväin niittyjen asemasta lepäsi täällä jalkaimme alla 2,100 metrin syvyydessä vuonon tumma vedenpinta. Lukemattomia jäävuoria, etäältä nähden kuin hohtavia helmiä, uiskenteli sen pinnalla ja hirmuinen vuorenseinä näytti suistuvan siihen äkkijyrkkänä. Kaikilta vuoripengermiltä, joka laaksosta laskeutui jättiläismäisiä jäävirtoja valtavan kalliosolan syvyyteen, ja niiden alapään korkeista jääseinämistä lohkeilivat nuo uljaat jäävuoret, jotka luode ja vuoksi ja merivirta sitten kuljettivat vuonon sokkeloista ulos valtamereen. Enemmän kuin mikään muu kiinnitti huomiotamme lännessä näkyvä valtava jääpyramidi. Se kohosi noin 1,520 metriä yli korkean vuorenharjanteen, joka kulki pohjoisesta etelään.» Sille annettiin nimeksi »Petermannin huippu», mutta Payer erehtyi koko joukon sen korkeudesta, uudempien mittauksien mukaan Petermannin huipun korkeus kaikkiaan on 2,800 metriä. Siitä laskeutui mereen jäävirta, jonka rintamaseinän leveys oli 6—7 kilometriä.
70 kilometriä »Germania» vielä kulki keisari Frans Josefin vuonoa länteen päin, löytäen yhä uusia salmia, joita se ei kuitenkaan voinut tutkia. Välttääkseen toisen talvehtimisen sen täytyi kesken lähteä paluumatkalle. Kun se syyskuun 11:ntenä 1870 saapui takaisin Weserin suulle, ei sieltä saatu luotsia, ei nähty merimerkkejä ja kaikki oli hiljaa kuin haudassa. Retkikunnan poissa ollessa oli puhjennut Saksan ja Ranskan välinen sota. »Hansan» miehistö oli saapunut kotimaahan kymmenen päivää aikaisemmin.
Retkikunnan sekä maantieteelliset että luonnontieteelliset tulokset olivat mitä suuriarvoisimmat, vaikk'eivät ne herättäneetkään yleistä huomiota, kotimaassa kun sota täytti kaikkien mielet. Geologiset tulokset valaisivat paljon sitä maayhteyttä, joka Grönlannin ja Euroopan välillä on ennen muinoin ollut ja jonka tunteminen on elimellisen luomakunnan levenemisen ymmärtämiselle niin tärkeä.