スネ夫からハワイで見た満天の星に感動したという自慢話を聞いたのび太たち。満天の星を見た事が無いのび太は悔しがり、ドラえもんに相談すると、室内にいながら旅行気分が味わえるひみつ道具『室内旅行機』を取り出し、のび太の部屋にハワイの満天の星を映し出してくれました。ドラえもんから、人は太古の昔から星空を見て、それぞれに思いを巡らし、宇宙を理解しようとさまざまな「宇宙の模型」が作られてきたという話を聞きます。

宇宙の姿を確かめるために、マイクロコピーで本物の宇宙を完全に再現している『天球儀』の中へ入るのび太たち。宇宙船に乗って宇宙旅行に出かけるも、ブラックホールへと近づきすぎてしまい吸い寄せられそうに！のび太たちは無事に地球に戻ることができるでしょうか！？

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