旭川（旭山動物園）をあきらめるなら

＞網走の流氷と摩周湖の星空は絶対に行きたいです。

・ガイドブックで見た流氷を馬に乗って見る
・摩周湖の星空

仮にレンタカーで2か所をメインに考えるなら（旭山動物園に行かないなら）、3泊の日程なら余裕で回れそうですね。
行くときに流氷が接岸しているとは限りませんが、仮に流氷がなかったとしても冬場の網走も良かったですよ。

列車で行く案も提案されていますが、摩周湖までは最寄りの駅からかなりの距離になります。
最寄りの駅からでもタクシーで行けば相当な金額になります。
泊まる宿をある程度決めて、そこのオーナーが（有料で）摩周湖まで星を見に連れて行ってくれるとしても相当な金額になると思います。

動物園をあきらめても、丹頂、キタキツネ、鹿などいろいろな動物も見れる可能性があります。
2か所以外にもレンタカーで温泉巡りも良いと思いますよ。
屈斜路湖畔の無料の露天風呂も気持ちよかったです（24時間OK）。
私は真夜中に入りに行っていませんが、真夜中に露天風呂に入りながら見る星空もきれいかもしれません。

前の回答にも書きましたが、天気が良ければほぼ問題ないですが、天候が悪い場合はレンタカーの旅は大変になる覚悟は必要です。