출연진과 제작진은 23세기를 뛰어넘는 용기를 지닌 챌린저 승무원들에게 이 영화를 바칩니다. 라는 글귀로 영화를 시작합니다. (1986년 1월28일 챌린저호는 발사된지 73초만에 공중에서 폭발하여 교사신분으로 우주인으로 선정된 여성을 포함한 7명의 승무원들이 안타깝게 사망하고 맙니다.)

전편에서 클링온과의 전투에서 엔터프라이즈호를 잃고 대신 클링온의 전함을 빼앗아 벌칸에 들려 스팍(레너드 니모이)을 되찾고 함정수리도 할겸 3개월정도를 보낸다. 커크제독(윌리엄 샤트너)과 본즈,스팍, 스콧,슬루,우후라, 체코프등 주요 멤버들은 지구로 귀환하기로 한다. 한편 지구에서는 연방회의에서 클링온측에서 대단한 불만을 토로하면서 커크제독을 처벌하라고 난리다. 그 와중에 정체불명의 외계 탐색선이 나타나 괴전파를 날린다.이 탐색선은 커다란 에너지 덩어리로 이들의 전파로 인해 지구의 모든 동력원이 멈추고 속수무책이었다. 지구의 대기를 구름으로 가리고 바닷물을 증발 시키는데 태양이 계속 없는 상태가 되다보니 결국 지구는 마비상태에 이르게 된다.

이에 연방국은 모든 우주선들에게 연락하여 당분간 지구로 귀환하지 말것을 공포한다. 지구로 돌아오고 있던 커크 일행은 그들이 지구에 보내는 신호를 분석해보니 이미 멸종해 버린 곱추고래가 내는 음향과 같다는 것을 알아낸다. 그들의 신호에 계속 응답을 하지 못하고 이대로 내버려둔다면 지구는 멸망하고 말것이다. 그래서 커크 일행은 곱추 고래가 살아있었던 20세기 과거의 지구로 돌아가 생포해 운반해 오기로 한다.

드디어 시간초월여행을 통해 20세기 샌프란시스코의 한 공원에 도착한다. 체코프와 우후라는 우주선의 떨어진 동력을 얻기위해 해군기지내에 있는 핵함을 찾아 나서고, 스콧과 본즈는 화학공장을 찾아가 고래를 실어나를 탱크를 만들러 가고, 스팍과 커크는 셋타설연구소에 곱추고래가 있다는 정보를 알아 내 그곳을 직접 방문한다. 마침 연구소에는 곱추 고래 두마리를 보관하고 있지만 사육비용이 너무 들어 내일 바다에 놓아주기로 했다는 말을 엘리스라는 해양학자에게 듣게 된다. 엘리스에게는 두살람의 행색이나 말투가 수상하기는 했지만 곱추고래를 위하는 일이기에 적극적으로 돕기로 한다.

하지만 문제가 생겼다. 연구소에서는 예정보다 하루먼저 고래를 떠나 보냈고 동력원을 구하러 갔던 체코프와 우후라는 동력을 구하기는 했지만 우주선 자체 동력이 부족해 우후라만 먼저 순간이동을 시켰다.그 사이에 핵함 승무원들에게 들켜 달아나다가 부상을 입은것이다. 이에 커크와 본즈 그리고 엘리스는 의사로 변장해 병원에 잠입하여 간신히 체코프를 구한다. 그리고 이미 포경선에 쫓기고 있던 곱추 고래 두마리를 우주선 탱크에 싣고 23세기로 돌아온다. 거의 파괴직전인 지구의 바다에 곱추고래를 풀어주자 괴탐색선의 시호에 곱추고래가 응답을 하자 아무일없다는 듯이 사라져버려 인류멸망의 위기를 가까스로 벗게 된다.

드디어 지구에서는 연방회의가 열리고 7명의 커크 일행은 재판을 받게 된다. 반역음모에 연방장교폭행,엔터프라이즈 탈취및 파손,총사령관 명령 불복종등 죄는 많지만 그동안의 정상을 참작하여 대부분의 죄는 취하 하지만 명령불복종만큼은 커크에 한해서 벌을 주는데 제독에서 강등되어 함장이 되는것이었다. 결국 큰벌은 면한것이다.

괴 탐색선이 나타나 알수없는 신호를 보내고 그 신호가 사라져 버린 고래의 신호와 같다 해서 시간여행을 통해 고래를 데려온다는 허무 맹랑한 이야기지만 이런게 SF영화의 맛이 아닌가 생각이 들기도 합니다. 특히 3세기를 앞선 시대를 찾아가 벌이는 에피소드는 웃음을 자아내게 한다. 역시 스팍역의 레너드 니모이의 연출로 만들어진 영화이다. 고래를 비유로 환경보호를 이야기를 하고자 했던것 같다.

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