2143年，地球联合政府指挥官乔纳森·亚契，带领团队建造人类第一艘曲速5级飞船“进取号NX-01”。瓦肯人认为人类尚未准备好探索深空，多次阻挠试飞。亚契违抗命令强行启航，途中遭遇辛迪族袭击、克林贡帝国误会、时空冷战后遗症。船员包括：女通讯官佐藤星（精通38种外星语言）、英国舵手塔克（船体总设计师）、瓦肯科学官特珀（被迫接受人类思维训练）。第一季结尾，进取号在曲速4.8时卡入亚空间断层，亚契穿着应急宇航服出舱修复引擎，成为第一个在深空进行无绳太空行走的人类。季终彩蛋显示：克林贡帝国已派遣三艘战舰追踪他们。
星际迷航系列中最具“人类在宇宙中跌跌撞撞成长”感的作品。亚契的出舱修复戏，致敬了真实航天史，让硬科幻迷热泪盈眶。
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