故事始于2046年，为了追捕侵袭火星的外星人多鲁米斯星人，宇宙探索舰Lysithea号在各地挑选先发人员，初中生美加子（武藤寿美配）也成为一名宇宙员。开始了辗转于火星、太空基地、木星、冥王星等各地的演

由新海诚原作的短片原创动画《她和她的猫》，宣布改编成 动画，剧中的“她”将由花泽香菜担任声优，而黑猫的声优将由浅沼晋太郎担任，矢作纱友里将为“她”的友人配音。本作的导演由坂本一也担任，剧本为永川成基