星月‧费拉里遭到不明人士追捕，她的两个姐姐神月与叶月也在同时间遭到陌生男子袭击。虽然三姐妹对此袭击毫无头绪，警方却认为事态严重而前往费拉里家警护。结果出现在他们家出现了意外的访问者是…？

星月击退西西劳之后没能安心多久，警察就突然举枪拘捕他扪，一家人都被关进拘留所。逃过警察追捕的星月，从出现在她面前的伽利略迷安娜口中得知真相，决心要救出家人。

被迫背上国际通缉犯污名的三姐妹，与安娜一起搭乘星月制作的飞行艇伽利略号（安娜擅自命名）踏上逃亡之旅。对星月的才能抱有自卑感的神月对此厌恶不已。在充满尴尬气氛时，Iza Iron号突然出现。Messier的首领罗伯特要来抢夺伽利略宝藏。伽利略号被抓住，机体因强大的握力产生尖锐的挤压声响，让神月怕得直发抖。

不但断粮又没有换洗衣物，再加上神月的怒气，艇内气氛糟糕透顶。为了打破僵局，找到伽利略绘制的“月亮素描”的星月一行人来到德国。她们乔装打扮去购物，却被黑色盖尼米德团的人发现了。

三姐妹在荷兰的寒冷村庄遇见了窃盗团“蓝鹰”。星月与团员中的少年‧提奥意气相投。提奥亲手做了望远镜，要送给同团的少女卡莲当生日礼物，星月则在一旁守护他们的恋情发展，但是…。

大伙为了帮叶月拿药治病而潜入医院，然而西西劳与罗伯特就在那对峙。他们是在交战时两败俱伤而迫降。在强猛暴风雪中碰上断电，只能靠医院微弱自力发电的状况下，建筑物里的人们充满了不安。

伽利略宝藏就是庞大的能源，而且就在星月手上的沙漏当中。为了从三姐妹手中夺取宝藏，罗伯特捉住了伽利略号。三姐妹拼命抵抗，但对认真起来的罗伯特而言，就如同婴儿一般脆弱。

三姐妹继续踏上寻找素描之旅，而下一个目的地是日本。在各自心有所感的状况下，三姐妹前往在京都的祖父家，并且受到祖父欢迎，得到短暂的安宁。星月还打算完成夏至生以前做到一半的装置。

第5张素描指示的方向是利比亚的沙漠，可以在那里凑齐6张素描。只要完成解读，就能解析伽利略宝藏！就在这么想的瞬间，红之王告知敌人来袭。

星月被宝藏的强大力量弹飞到了1581年的意大利，落在伽利略‧伽利莱的飞机上。撞坏机翼导致实验中断的星月，赌上能回到原本世界的可能性，与伽利略一起设计新的飞机。

在伽利略的协助下，星月回到原本的世界。接着，看似逃出绝境的三姐妹又遭到国际刑警组织逮捕，将要被审判。这是“伽利略审判”。至今为止的破坏与逃亡被问罪，无法反驳的三姐妹面临最后的危机！