地球航天基地捕捉到一组神秘的信号，科学家认为信号来自宇宙其他的文明。为探寻外星文明，舰长“原”驾驶着星际飞船——深空号，带领全船93名船员和智能机器人“柒”驶向宇宙，踏上星辰征途。但不久后，飞船神秘失踪。
150年后，深空号飞船突然出现在地球轨道附近，船上只剩下一名幸存的休眠者， 她是舰长原的恋人“尹”。人类航天部门成立临时委员会，对尹进行调查和询问，“深空号”的惊悚经历徐徐展开。
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