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それゆけ！宇宙戦艦ヤマモト・ヨーコ
时至30世纪，地球人类已能自由进出银河，并发展出杜绝死亡、更像正统比赛的全新战争模式。各派系中以TERRA和NESS两大势力最为人瞩目。诸方势力皆为争夺远古文明“Old Timer”的遗产，从而展开不同形式的竞技。其中一支TERRA舰队的工程师卡迪斯・罗森，决定邀请过去的20世纪少女，掌控其最新研发的宇宙战舰系列。就这样，在原有生活地区享负盛名的女高中生山本洋子，以及同一学校出身的御堂圆、白凤院绫乃．伊利莎白、松明屋红叶等五人，被带到了一个全新的舞台上活跃起来。在定期穿梭两个时空的出勤中，他们体验各种人类文化的独特传承，以及非一般的少女友情历险。
在30世纪未来驾驶宇宙战舰战斗的东绫濑高中1年级生山本洋子，因事故失去了未来的记忆。在调查被称为“禁闭室”的器材室目击人影事件时，洋子被传送到了30世纪。在记忆缺失的状态下，作为宇宙战舰驾驶员执行任务……
洋子邀请绫乃参加“格斗战舰”游戏大赛。因有比赛恐惧症的绫乃犹豫后开始训练。克服恐惧的绫乃被洋子带往赛场——那竟是30世纪的未来。洋子将绫乃招入自己的队伍。成为AT-27驾驶员的绫乃能否完成首秀……
小圆查明了洋子们的秘密，主动志愿成为战舰驾驶员。但初次体验太空行动让她陷入恐慌。然而她认为洋子能做到的自己没理由做不到，开始了拼命特训。数日后进行了对无人舰的模拟战。小圆能否展示特训成果……
终于四人齐聚的洋子队迎来了首次四人制正式任务。对手是莱尔的队伍。看到莱尔们争分夺秒训练的样子，三人感到不安。洋子想出一计，挑起三人的怒火激发斗志。终于迎来首战的洋子们……
洋子们的对手是红蝎四姐妹。红蝎怀着强烈的胜利决心解除了战舰的传送装置。洋子们在红蝎们的连携攻势下陷入劣势。但得知传送装置已被解除的上司虎里卡叫停了战斗……
作为队伍赞助窗口的佐科马对洋子提出败战投诉，洋子愤而离开了艾斯塔纳特雷希。将败因转嫁给小圆等人也让三人的关系变得尴尬。洋子独自踏上疗愈心伤的旅途。承认自己过错的洋子给绫乃打了电话……
绫乃的伤势所幸并无大碍，但此事导致洋子与小圆的关系进一步恶化。此时TERRA有意将洋子们挖角到NESS。绫乃说只要能驾驶战舰去NESS也无妨，洋子内心动摇，但仍选择留在TERRA……
某天一个女孩出现并叫洋子“妈妈”。洋子震惊不已，无奈之下只好四人一起帮她找父母，却被折腾得精疲力竭。任务开始时间逼近时女孩却失踪了。洋子将任务交给三人，拼命寻找女孩……
前往调查旧日支配者遗产“蛋”的红蝎四人组失去联络。洋子们受虎里卡委托前往搜索。红蝎在遗迹少女引导下进入某座建筑，突然关于洋子的幻象涌入意识，仿佛有人观察记录的影像……
红蝎四人组接到调令。在虎里卡安排下，洋子与红蝎执行共同任务。任务中发生事故被迫中断，两人前往救援。成功救人后，两人约定以贝利夫双子塔顶层为终点比赛谁先到达……
洋子在艾斯塔纳特雷希内遇到一位专心在素描本上作画的少年。不久后，战舰遭遇异变——宇宙中突然出现深海，艾斯塔纳特雷希沉没了。似乎是有人干涉了克罗诺斯系统。为破坏疑似异变原因的遗迹，洋子们出击……
强袭艾斯塔纳特雷希的战舰上乘坐的是沙罗·德雷德——她为向罗森复仇而归来。洋子们被送回20世纪，但小圆担心罗森的安危。不顾少女们的担忧，罗森偶然来到20世纪。大家各自款待罗森，度过了一段欢乐时光……
罗森告诉洋子们，出现在她们面前的沙罗是旧日支配者遗产所造之物，并非能靠战斗战胜的对手。但洋子坚信只要对方乘着战舰就有胜机。正当众人制定胜率最高的作战时，洋子与小圆围绕对罗森的感情产生了争执……
旧日支配者遗产制造的人工天体·樱花金牛座上将举办TERRA与NESS的联合化装舞会。人们怀揣各自思绪聚集于此。罗森面色阴沉——这些樱花正是回应沙罗内心而绽放的遗产之花。而泽恩格似乎企图夺取遗产之力……
樱花金牛座内的遗产开始发动，星球随之冲浪。沙罗对罗森的憎恨试图让星球撞向彗星。不愿陪她殉情的洋子向沙罗沉眠之地进发，终于找到了沉睡的TA-21，但沙罗迟迟不醒。忍无可忍的洋子……
学期最后一天，小圆的班上来了位转学生——与洋子长得一模一样的山本洋介。小圆对他产生兴趣，因被不良少年纠缠时得他相助而彻底迷上了他。与此同时，TA-29擅自出击的事件在艾斯塔纳特雷希发生……
在TERRA与NESS商讨应对泽恩格锦标赛期间，洋子们利用暑假来到某座岛屿。但一夜过后绫乃和小圆的样子变得很奇怪——岛上所有人都开始躲避洋子，只有小圆除外。两人试图查明真相……
WASCO总部所在的星球贝利夫突然消失，这是银河番长为了让洋子们参加泽恩格锦标赛而搞的鬼。虎里卡为粉碎泽恩格的野心决定参赛，并鼓励洋子们也参加。此时小圆遭到自称亡靈舰长的神秘敌人袭击，战舰被毁……
泽恩格锦标赛开幕。第一战绫乃&亡靈舰长队击败了泰恩查&盖尼茨队。第二战洋子&小圆队对阵虎里卡&里昂队。小圆倒下，虎里卡为保护里昂也失去战力。洋子与里昂的对决，胜负如何？
半决赛将由洋子队对阵绫乃队。罗森想让绫乃队故意落败，让战力更强的洋子队进入决赛，但洋子反对。绫乃虽对与洋子对战感到犹豫，但认为变强才是为自己和洋子好，决心与洋子一对一决胜负。
