しずかと出木杉がなかよく自由研究の話をしているのを見て、やきもちを焼くのび太。家に帰ると、ドラえもんから発売されたばかりだという『惑星（わくせい）探査（たんさ）キット』を見せられ、完成したら本当に宇宙に飛ばせるのだと聞いたのび太は、これで出木杉よりすごい自由研究ができると考える。 その後、スネ夫の家に遊びに行くのび太たち。ジャイアンとスネ夫も加わり、みんなで作って遊べる惑星探査キットを使った自由研究をやることに。さっそくキットを開けたのび太たちは、材料の少なさに困惑（こんわく）するが、ドラえもんによると、キットに入っているもの以外は、家にあるものを使うのだという。 家にあるアルミ製（せい）品ということで、ヤカンやナベ、アルミホイルなど使い、それぞれ思い思いに探査機を作り上げたのび太たち。完成後、実際に惑星から何かを回収（かいしゅう）してくるためのミッションとして、探査機の発射（はっしゃ）前に大切なものを惑星に置いてくることに。そして、３人の探査機を発射させるが…！？