三年又三年，我愛你一遍又一遍。

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兩週。
起初，山姆只是月能工業有限公司的一名普通員工，獨自一人在月球負責SARANG礦區的開採工作。與公司的合約為三年，三年後一如合約所說，山姆將功成身退返回地球和家人團聚。
三年來，唯一陪伴他的只有智能機器人，戈蒂。山姆同它說話，與它工作，偶爾對它發發牢騷解解悶。此時的戈蒂像極了山姆的老朋友。
三年來，山姆只能羨慕公司其他員工在地球隨時隨地參加派對，只能觀看公司員工傳送過來的實況足球錄像，只能一個人打理花草，一個人耐心地雕刻模型。
三年來，山姆只能接受通過木星通訊衛星中轉過來的視訊資訊，螢幕上有美麗的妻子和可愛的女兒。此外，他只能望著艙壁上妻子女兒的照片日夜思念。
但在此之前，山姆覺得應該在離開之前修理好礦車出現的故障，因為善良的山姆認為把故障留給下一位交接人員是不公平的。於是，礦車出現故障，山姆狀況未知，被困於礦車內。此時月球靜悄悄，即使悲嚎也無人知曉。

山姆和山姆。
鏡頭一轉，山姆躺在了機艙內的休息室裡。只是全身乏力，記憶模糊。戈蒂面對山姆的諸多問題，只是不斷回答，山姆你需要休息。此時的戈蒂像極了一個陰謀裡的幫兇。
逐漸恢復至正常的山姆得知礦區出現事故，但上級卻命令留駐艙內等待公司技術人員抵達。但山姆騙過戈蒂開車前往礦區，進入事故礦車，解救了礦車裡的人，回艙發現他們一模一樣。只是一個朝氣蓬勃，一個體弱色衰。
從這一刻開始，他們深陷身份危機，相互懷疑，極力自證自己才是原版山姆，而對方是個徹頭徹尾並且悲哀愚蠢的複製人。但他們有著同樣的經歷，同樣的記憶，還有同一個妻子和女兒。為此幾度發生衝突，但最後竟然相處不壞，因為他們彼此都還期待自己的真相。

天道不仁慈。
在健康狀況日漸低迷的山姆和戈蒂的一段對話中，戈蒂最終說出了真相（這個真相也是設置在系統中的答案），每隔三年啟動一個山姆，並進行測試以檢查心智和機體，所有記憶都是事先已經植入並存在多個版本。此時的戈蒂在螢幕上顯現悲傷的表情，安撫山姆的那一刻像極了一個堅強的人類。
兩個山姆決定開車分別去往遠離礦區外地地方以檢測是否能跟地球進行直接聯繫。這一直線通話徹底擊碎了前一個山姆的所有期望，他連線到妻子tess的家中發現女兒已經長大，妻子已經過世，而視訊中傳來原版山姆的聲音。那一刻，想喚一聲寶貝女兒卻失聲痛哭，他知道自己只是一個沒人在乎沒人關心沒人知曉得複製人而已。
他先於剛啟動的山姆回到艙內，調出所有之前的錄像，發現每三年，都有一個頭髮幾乎掉光，走路東倒西歪，不斷咳嗽的山姆懷揣著同一張相片和記憶躺進發射艙內以為自己經歷三天飛行便可回到地球。
然而兩位山姆最終發現了秘密的貯藏室，裡面躺著尚未啟動的成百上千的山姆複製人。一切都冰涼。

三年到期。
兩個山姆決定返回地球控訴所有的殘忍。在戈蒂的幫助下，時日無多的山姆自願回到事故礦車裡靜靜死亡騙過前來的技術人員，剛啟動的山姆坐上真正的機艙返回地球。此時的戈蒂不管像什麼，我們都知道它只是個機器人，我們無法賦予它更多的感情。
最後，一個山姆死在了礦車裡，一個山姆剛剛被啟動，一個山姆順利逃離月球。
不知返回地球的那位山姆複製人會不會前往妻子tess的墓地，那時他會說什麼呢？
我來自月球，我註定只能活三年，那時我咳嗽又掉髮。而三年又三年，我愛你一遍又一遍。