Verformt sich die Bremer Kogge?

Die Bremer Kogge – ein ehemaliges Handelsschiff der Hanse aus dem Mittelalter – ist eines der am vollständigsten erhaltenen Schiffe seiner Art. Nach ihrer Entdeckung in der Weser 1962 wurde die Kogge konserviert – ein Prozess, der erst etwa um das Jahr 2000 abgeschlossen war. Neben der Konservierung wurde sie mit einem Stahlgerüst versehen, in der Hoffnung, dass das Gerüst das Schiff in seiner Form hält. Aber Silke Wiedmann, Restauratorin im Deutschen Schifffahrtsmuseum (DSM) schließt nicht aus, dass sich das Schiff weiter verformt.

Deformationen könnten zu irreversiblen Schäden oder schlimmstenfalls zur Zerstörung der Kogge führen. Um das zu verhindern, wird das historische Schiffswrack in einer fünfjährigen Forschungskooperation vermessen. Ziel ist, eventuelle Deformationen zu identifizieren, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können und den Erhalt der Kogge zu sichern.

Vor Durchführung der Vermessung hat Silke Wiedmann Punkte an der Kogge identifiziert, an denen Veränderungen eintreten könnten, und die im Rahmen des Forschungsprojekts vermessen und beobachtet werden sollen. Heidi Hastedt, Geodätin und wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Jade Hochschule, nimmt die photogrammetrischen Messungen vor. Sie ist unter anderem dafür verantwortlich, dass die Messungen unter vergleichbaren Rahmenbedingungen – zum Beispiel bei gleichem Tidestand – stattfinden, um möglichst sichere Aussagen über Deformationen treffen zu können.

Was für ein Schiff ist die Bremer Kogge, und warum muss sie vermessen werden? – Fragen an Silke Wiedmann vom DSM
 

Was versteht man unter einer Kogge?

Der Schiffstyp der Kogge war zwischen dem zwölften und fünfzehnten Jahrhundert für Handelsschiffe der Hanse sehr gebräuchlich. Die Bremer Kogge stammt aus dem 14. Jahrhundert, das verbaute Eichenholz wurde auf das Jahr 1380 datiert. Sie steht im Stadtstaat Bremen auf der Liste der nationalen Kulturgüter – das zeigt ihre große historische Bedeutung.

Koggen waren aus Holz gebaut, hatten in der Regel einen Mast, ein großes Segel, einen sehr geraden Kiel und sie wurden in Klinkerbauweise gebaut, das heißt die äußere Beplankung ist dachziegelartig überlappend. Ihre bauchige Form machte sie besonders geeignet für den Transport großer Frachten. Unsere Kogge konnte etwa 80 bis 84 Tonnen Ladung aufnehmen. Außerdem war dieser Schiffstyp sehr robust und ließ sich auch in der rauen See in Nord- und Ostsee gut steuern und segeln.

Ob unsere Kogge jemals gesegelt ist, wissen wir allerdings nicht. Als man sie 1962 in der Weser fand, nahm man an, dass sie nie fertig gebaut worden ist. Dass sie vielleicht durch einen Sturm von der Werft losgerissen wurde, flussaufwärts trieb und dort unterging. Sie hatte keine Ladung oder Ballast an Bord. Einen Mast hat man auch nicht gefunden. Ob der vorhanden war und durch die lange Lagerung in der Weser zerstört wurde, oder ob er von vornherein fehlte, lässt sich nicht nachvollziehen.

Warum ist es so wichtig, die Bremer Kogge zu vermessen?

Wegen der kulturhistorischen Bedeutung der Bremer Kogge wollen wir alles tun, um sie zu erhalten. Aktuell wissen wir aber nicht, ob sich die Kogge verformt. Veränderungen am Material oder in der Statik eines Objekts bedeuten in der Regel seinen Zerfall. Das könnte das Fortbestehen des Wracks gefährden.

Mit bloßem Auge kann auch ich als Restauratorin keine Deformationen im Millimeterbereich an der Kogge erkennen. Mit unserem Vermessungsprojekt machen wir ein Monitoring über einen längeren Zeitraum und wollen erfahren, ob Deformationen stattfinden. Sollten wir welche feststellen, müssen wir auf Ursachenforschung gehen. Unser Ziel ist, in so einem Fall alles Machbare zu unternehmen, damit die Kogge erhalten bleibt.

Warum muss ein Schiffswrack wie die Bremer Kogge konserviert werden? Was bedeutet die Konservierung für ihren Erhalt?

Das Schiffswrack, das wir im Museum vor uns haben, besteht nicht mehr nur aus dem Originalholz, mit dem die Bremer Kogge gebaut wurde. Denn die Zellstrukturen des Holzes wurden durch die lange Lagerung im Wasser abgebaut und damit geschwächt. Beim Trocknen des Nassholzes verdampft das Wasser im Inneren und infolge dessen schrumpft das Holz und es kommt zu Verwerfungen.

Um diesen Prozess zu verhindern, wird das Wasser im Inneren der Zelle durch ein Konservierungsmittel, in diesem Fall Polyethylenglycol, kurz PEG, ersetzt. Dieses füllt die Hohlräume in den Zellstrukturen des Holzes aus und gibt dem Holz wieder Stabilität und Festigkeit.
Durch die Konservierung verhält sich das Holz und damit die gesamte Schiffskonstruktion nicht mehr wie ein rezentes (noch lebendes) Holz beziehungsweise Schiff. Bei der ersten Präsentation hatte man diesen Faktor wohl nicht ganz richtig eingeschätzt. Weshalb die gewählte Präsentationsform, hängend unter der Decke der Kogge-Halle, nicht genug Unterstützung für den schweren Schiffsrumpf bot und dieser sich setzte. Daraufhin wurde das Stützgerüst eingerichtet.

Da wir nicht wissen, wie sich unser konserviertes Schiff verformt und verändert, hoffen wir durch die Vermessung zu erfahren, ob wir etwas Zusätzliches für die Stabilisierung der Kogge tun müssen. Wir möchten zum Beispiel erfahren, ob das Schiff ein neues Gerüst braucht. Wir wissen heute nicht, was die aktuelle Stahlkonstruktion genau bewirkt und was es bedeuten würde sie zu entfernen. Und natürlich wollen wir wissen, wie langfristig die bestmögliche Unterstützung bei der Präsentation der Bremer Kogge aussieht.

Warum könnten die Konservierungsmaßnahmen allein nicht ausreichen, um die Kogge zu erhalten?

Als die Bremer Kogge gefunden wurde, gab es kaum Beispiele, wie man ein so großes, hölzernes Schiff konservieren könnte, also auch keine Standardmethode. Das angewendete zweistufige Tränkungsverfahren mit PEG musste in den 1980er Jahren, während des laufenden Konservierungsprozesses, erst eigens für die Kogge entwickelt werden. Und erst diesem erfolgreich entwickelten Verfahren ist es zu verdanken, dass wir die Kogge in dieser Form präsentieren können. Natürlich sammeln wir permanent weitere Erfahrungswerte und können auch heute die Langzeitfolgen noch nicht genau vorhersagen.

Deshalb ist unsere Strategie, das Vorhandene bestmöglich zu erhalten.

Wie funktioniert die Vermessung der Bremer Kogge? – Fragen an Heidi Hastedt von der Jade Hochschule

Wie sehen Ihre Untersuchungen der Bremer Kogge über den Projektzeitraum aus?

Wir wollen herausfinden, ob Deformationen an der Bremer Kogge stattfinden. Dafür vermessen wir das Schiffswrack jedes halbe Jahr mit berührungslosen Methoden unter möglichst gleichen Bedingungen. Wir haben 2020 mit den Messungen begonnen und planen sie über einen Zeitraum von fünf Jahren. Und wir messen auf der genauesten möglichen Messstufe. Da keine Informationen zu aktuellen Deformationen vorliegen, wünschte die Museumsleitung als Auftraggeberin hierbei bestmögliche Aussagen.

Um die Kogge genau zu vermessen und wissenschaftliche Aussagen treffen zu können, müssen wir genau genommen zu jedem Messzeitpunkt zwei Messungen vornehmen: Zum einen erstellen wir mit einem photogrammetrischen Verfahren die 3D-Koordinaten des Schiffswracks. Zum anderen vermessen wir Bezugspunkte in der Gebäudestruktur, in dem die Kogge steht. Damit wollen wir sicher sagen, welche Deformationen in Art und Größe an der Kogge stattfinden – wenn sie denn stattfinden.

Wie funktionieren die Messungen an so einem großen Schiffswrack?

Für die Vermessung der Kogge hat Frau Wiedmann bisher etwa 400 Messpunkte am Wrack identifiziert, an denen wir kleine reflektierende Messpunkte angebracht haben. So ermitteln wir die genauen Koordinaten jedes Messpunkts über einen Mehrbildverband aus etwa 1200 Messbildern. Diese Messbilder werden anschließend am Computer automatisiert ausgewertet und zu 3D-Koordinaten verarbeitet. Die 3D-Koordinaten eines Messzeitpunktes vergleichen wir im einfachsten Fall mit denen der vorangegangenen Messzeitpunkte. Abweichungen würden bedeuten, dass zwischen den Messzeitpunkten Deformationen stattgefunden haben.

Um die Veränderungen der Kogge im Verhältnis zum Gebäude zu messen, verwenden wir ein zweites Verfahren, eine so genannten Lasertracker-Netzmessung. Auf den drei Museumsebenen, von denen aus die Besucher_innen das Schiffswrack anschauen können, haben wir Reflektoren als Messpunkte am Gebäude angebracht. Der Lasertracker ermittelt präzise Messwerte vom Standpunkt des Messgerätes zu den Reflektoren. Um mithilfe aller Messpunkte ein Netz im Gebäude aufzuspannen, stellen wir den Lasertracker während einer Messung an verschiedenen Standpunkten auf und beobachten jeden Messpunkt damit aus unterschiedlichen Richtungen. Mithilfe unserer Technologie können wir so für alle Messpunkte präzise 3D-Koordinaten berechnen, die dann als Grundlage der Ermittlung und Interpretation der Deformationen dienen.

Eine Herausforderung haben wir dabei: Da das Gebäude auf eine Halbinsel gebaut ist, bewegt es sich mit dem Tidehub. Wir wissen noch nicht, ob die Bewegungen immer gleich sind. Deshalb können wir noch nicht ganz sicher sein, wie groß der Einfluss auf das Netz als Referenz für die Vermessung der Kogge ist.

Was beachten Sie bei der Planung der Messungen?

Unser erster Termin war eher pragmatisch gewählt. Er passte gut in den Museumsablauf. Bei der nächsten Messung ein halbes Jahr später mussten wir uns den Gegebenheiten entsprechend anpassen. Zum Beispiel, dass wir immer zum selben Tidestand messen müssen – weil sich das Museum mit dem Tidehub hebt und senkt, und wir ohne Berücksichtigung der Tide unbekannte Messabweichungen in Kauf nehmen würden. Da die erste Messung Ende August, Anfang September stattfand, ergibt sich als zweite Messung Ende Februar, Anfang März und so fort.

Die photogrammetrische Vermessung der Kogge kann ich alleine mit der Kamera machen. Das hat bisher gut geklappt. Ich mache das häufig abends, das dauert dann etwa drei Stunden. Die Netzmessung mit dem Lasertracker mache ich nachts oder während der Museumsschließungen, auch um den Museumsbetrieb nicht unnötig zu stören. Das dauert sechs bis acht Stunden. Die Arbeit mit dem Lasertracker ist viel aufwändiger, deshalb unterstützt mich jeweils eine weitere Person.

Verformt sich die Bremer Kogge? Was haben die bisherigen Messungen ergeben?

Insgesamt bin ich noch vorsichtig mit Aussagen. Die Auswertungen sind sehr komplex und wir müssen an verschiedenen Stellen Analysen durchführen. Wir haben Koordinatenunterschiede zwischen den Messzeitpunkten gefunden, aber sie sind kleiner als 1.5mm. Sie bewegen sich innerhalb der Grenze dessen, was als Messunsicherheit gilt. Die Koordinatenunterschiede können ein Indiz für eine Deformation sein. Wir werden mit der nächsten Messkampagne in umfangreichere wissenschaftliche Analysen gehen, um die verschiedenen Ergebnisse und Einflüsse besser analysieren und beurteilen zu können.

Alles, was sich permanent, also mit der Zeit verändert, würden wir messtechnisch irgendwann beobachten. Dass ich bisher keine sicheren Deformationen nachweisen konnte, spricht für die Stabilität der Kogge. Deshalb hoffe ich, dass das so bleibt.

Eine Unsicherheit bleibt allerdings durch die relativ großen Zeiträume zwischen unseren Messungen. Nämlich die, dass es vielleicht spontane Prozesse, kleine Veränderungen gibt, die wir eventuell erst viel später identifizieren können, weil wir nicht täglich messen, sondern eben zweimal im Jahr. Einen spontanen Bruch würden wir über eine einzelne Messung nicht unbedingt in dem Jahr entdecken, in dem er stattfindet. Dies wird jedoch teilweise abgefangen durch eine regelmäßige visuelle Beobachtung und fotografische Dokumentation der Kogge durch Frau Wiedmann.

Würden Sie die Abstände zwischen den Messungen verkürzen?

Das ist aktuell aus meiner Sicht nicht nötig – und es wäre auch sehr aufwändig und kostenintensiv. Unabhängig von uns untersucht Frau Wiedmann die Kogge regelmäßig mit ihren Methoden. Wenn sie Hinweise fände, die auf eine Veränderung hindeuten, wäre das ebenfalls ein Alarmzeichen. Wir würden kurzfristig handeln und könnten eventuell gemeinsam mit dem Museum entscheiden, auch kurzfristig Messungen außer der Reihe vorzunehmen.

Wie geht es nach dem Projekt weiter? Wie wird die Kogge künftig präsentiert?

Was würde es bedeuten, wenn nach der letzten Messung zu Projektende der Kenntnisstand derselbe wäre wie heute? Hieße das Entwarnung?

Ich denke, bei einem Kulturgut darf man sich nie in Sicherheit wiegen. Denn wir kennen nicht die Periode, in der sich dieses Objekt gerade befindet und was in der Periode mit diesem Objekt geschieht. Zum Beispiel Gebäude können unendlich lange stehen, trotzdem können sie durch ein Ereignis zusammenbrechen. Da es Ereignisse gibt, die man durch eine frühzeitige Entdeckung verhindern kann, ist ein regelmäßiges Monitoring der Kogge sinnvoll.

Bei der Kogge gibt uns das Stahlgerüst etwas Sicherheit, weil es die Struktur bei einem Spontanereignis auffangen könnte. Das Stahlgerüst hat derzeit selber keine beeinflussende Funktion, es ist jedoch seit Jahren mit der Kogge und der Gesamtstruktur verbunden. Deshalb hätte ich persönlich Bauchschmerzen, wenn das Gerüst plötzlich ganz weg wäre. Aber wirklich wissen können wir es nicht, welchen Einfluss das Gerüst auf die Kogge hat. Das ist ein spezielles Problem bei Kulturgütern. Bei einem Industrieprodukt macht man einfach das Bauteil neu oder ersetzt das Produkt, wenn es nicht funktioniert. Das kostet Geld, aber es ist möglich. Das Kulturgut ist einmalig, sein Verlust ist unvergleichbar größer. Deshalb sollte man aus meiner Perspektive auch nach dem Projekt die Messungen weiterführen, wenn auch aufgrund der Aufwände sicherlich mit größeren Zeitabständen zwischen den Messungen.

Frau Wiedmann, vor dem Hintergrund dieser Unsicherheiten, gibt es so etwas wie einen Plan für die Präsentation der Bremer Kogge?

Momentan ist die Präsentation mehr oder weniger gesetzt. Es gibt das Gerüst, das wir vorerst an der Kogge belassen wollen. Und wir schaffen natürlich permanent die bestmöglichen Bedingungen. Wir halten mit einer möglichst konstanten Luftfeuchtigkeit und einheitlichen Temperatur das Klima stabil. Zusätzlich versuchen wir Licht, also Strahlung, fern zu halten, damit das konservierte Holz der Kogge nicht weiter abgebaut wird.

Wenn dann die Ergebnisse unseres Vermessungsprojekts darauf hindeuten, dass es Veränderungen gibt, werden wir darauf reagieren. Dann müssen wir weitere Expert_innen hinzuziehen. Statiker _innen und gegebenenfalls Forschende, die Erfahrung mit Schiffskonservierung mitbringen, werden wir dann dringend brauchen. Aktuell warten wir die Ergebnisse ab und sind in Bezug auf die nächsten Schritte ganz offen.

Über Heidi Hastedt

Heidi Hastedt ist Geodätin am Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik der Jade Hochschule. Sie hat sich im weitesten Sinne auf optische 3D-Messtechnik und 3D-Rekonstruktion spezialisiert und führt das Labor für optische 3D-Messtechnik auf dem Campus Oldenburg.

Über Silke Wiedmann

Silke Wiedmann ist die einzige ständige Restauratorin am Deutschen Schifffahrtsmuseum (DSM) https://www.dsm.museum/ . Neben der Projektarbeit zum Monitoring der Kogge verantwortet sie die Erhaltung und Pflege der Museumssammlung, ist beratend bei Ausstellungsvorhaben in konservatorischer Hinsicht tätig und hilft bei Auf- und Abbau von Ausstellungen.