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| 2004 年，借人类庆祝“机遇号”探测器成功登陆火星活动助兴，一群来自不同国家、不同地区的老鼠参加了在航天城举行的老鼠世界“超级勇士”登高比赛，比赛规定，谁最先爬到航天城的屋顶上，就将获得一颗象征荣誉的小星星。但是，不允许进入航天城的内部抄近道。 老鼠们有着不同的种类，不同的性格和爱好…… |
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大卫暂住在小宇航迷杰克的家里，他们一块居住、玩耍，建立了一段深厚的友谊。因最高指挥官决定让老鼠去参加火星计划，全城的警察都在捕抓训练老鼠。大卫忍不住跑出去玩耍，再次遇见了大豚鼠爱德华，他们效法牛仔英雄，解救出许多被捕的老鼠，还救出了美丽的小白鼠露丝…… |
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大卫、梅兰、凯特、爱德华、大板牙等都被带到了宇航员训练基地，他们终于见到了安然无恙的露丝，还有威廉兄弟和维多利亚姐妹等众多老鼠。原来，大家都被送到了即将开始的宇航鼠选拔赛赛场。要想获得宇航鼠的资格，就必须通过两场竞争近乎残酷的选拔。在第一场选拔赛中，他们必须躲过一只大黑猫和大狼狗的攻击…… |
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在全球的瞩目下，载着 15 只老鼠的太空船正式启航。杰克和汉斯也从电视上目睹了这一盛事。他们都在心里默默为大卫祈祷。萨克教授也特意前来为卢布送行，并送给他当年妈妈留下的心形项链，祝福他平安归来…… |
| 飞船进入第二周，从凯特开始，宇航鼠们都开始出现了骨质疏松和肌肉萎缩等各种失重症的症状，这令他们惊恐不已。卢布虽然想尽办法，极力鼓励大家，但由于从训练时就形成的积怨和误解，不但没有收到效果，反而使大家对他抱怨更深…… |
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M5 带领大家到温室参观太空植物的时候，喜太郎不小心把一颗豌豆苗移进了盛满强效培养液的瓶子里。吸收了各种混合液的豆苗在船舱里疯长起来，几乎蔓延到每一个角落。更可怕的是，它们那粗大的藤蔓还会把人整个卷起，直至窒息…… |
| 露丝突然腹痛，就要分娩了！大家都感到十分震惊，不由联想起露丝在地球上失踪的那个夜晚。原来在地球上的时候，科学家们就替露丝作了人工授精的手术。三个精灵可爱的太空小 BB 终于出世了！他们的诞生在飞船和地球上都引起了轰动，并很快赢得了大家的一致喜爱。与此同时，达利向 M5 发出了消灭这些小宝贝的命令…… |
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原来，早在 50 年前卫星还没有发射的时候，真正的莱卡就已经失踪了，科学家们被迫找来一只相似的流浪犬做替代品。就是这只流浪犬莱卡在太空里漂流的时候，遇到了外星人，并且成为他们监测太空的工具，所以才能一直存活到现在。大卫等同情莱卡的遭遇，想尽办法替他解开了外星人安装在身上的监控器…… |
| 飞船返航的日子越来越近了。达利向 M5 发出最后通牒，命令他尽快破坏天鹰号。 M5 故意弄坏了飞船的动力系统，却向卢布报告说是小宝贝们的顽皮所致。正在大家一片恐慌的时候，卢布沉着应对，吩咐小宝宝们帮助 M5 修复了飞船，从而化险为夷。达利又生一计，控制 M5 打伤了卢布，企图令宇航鼠们群龙无首…… |
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萨克教授告诉卢布，飞船要成功返回地球，就必须有人到飞船外面去启动回收装置。然而，这名宇航员将会为此献出生命。卢布决心由自己去执行这个任务，他向梅兰表白了心意，却遭到强烈反对。卢布又暗中找到大卫，希望由他来接替队长的职务。大卫坚决拒绝了这项安排，并极力要求自己去执行这个危险的任务…… |
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