거대한 에너지를 가진 미지의 물체가 지구로 다가오는 것이 포착된다. 마치 블랙홀처럼 주변의 모든 것을 빨아들이면서 지구로 다가오는 이 미지의 물체를 막기 위해 일선에서 물러나있던 커크 선장(윌리엄 샤트너 분)이 돌아온다. 후임 선장인 덱커와 충돌을 빚으며 엔터프라이즈호를 지휘하던 커크 선장은 마침내 물체의 비밀을 밝혀낸다. 그 물체는 생명을 가진 기계로서 어떤 메시지를 방출하면서 지구로 향하고 있다. 지구를 무사히 구하려면 그 메시지에 해당하는 답을 해줘야한다. 이에 커크 일행은 기계의 중심부로 침투하는데...
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William Shatner
Admiral James T. Kirk
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Leonard Nimoy
Mr. Spock
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DeForest Kelley
Dr. Leonard 'Bones' McCoy
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James Doohan
Cmdr. Montgomery 'Scotty' Scott
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George Takei
Lt. Cmdr. Hikaru Sulu
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Walter Koenig
Lt. Pavel Chekov
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Nichelle Nichols
Lt. Cmdr. Uhura
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Stephen Collins
Captain William Decker
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Persis Khambatta
Lt. Ilia / The Probe
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Majel Barrett
Dr. Christine Chapel
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Grace Lee Whitney
CPO Janice Rand
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Mark Lenard
Klingon Captain
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Billy Van Zandt
Alien Boy
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Roger Aaron Brown
Epsilon Technician
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Franklyn Seales
Crew Member
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Tom Morga
Klingon Crewman
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David Gautreaux
Cmdr. Branch
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John Gowans
Assistant to Rand
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Marcy Lafferty
Chief DiFalco
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Christopher Doohan
Extra (uncredited)
