Jede Reise ist lohnenswert wenn man dort wirklich hin will...
In drei Wochen kannst du dir sicher nicht alles anschauen und dessen bist du dir ja auch schon bewusst.
Also heißt es eben: Was wollt Ihr unbedingt machen und wie lange??
Ich war mit einem Studienkollegen insgesamt 6Wochen dort und wir haben uns extrem viel angeschaut. Dafür kam aber auch nie Langeweile auf...
Eine Frage die Ihr euch ach zu Beginn noch stellen solltet sind eben auch die Transportmitel und die Preisklassen dafür!! Wir hatten alles: Mietauto (musste auch hin und wieder als Nachtlager herhalten), Campervan (untere Preisklasse, dafür auch keine zu genaue Kontrolle bei der Rückgabe), Zug (Hotel gespart und beim Aufwachen (sofern man gut schlafen kann) schon beim nächsten Ziel der Reise), Inlandsflug (geht schnell und kostet vergleichsweise nicht mal so viel), Schiff/Fähre (bei den Whitsundays und nach Kangaroo-Island),...
Nachdem du einen Taucher mit hast ist das Great BarrierReff schon mal ein Fixpunkt in der Planung, nehm ich halt an 
Dort kommt aber auch für Nicht-Taucher keine Langeweile auf.
Der Ayers Rock sollte ein Fixpunkt sein mit Sonnenauf- und (oder) Sonnenuntergang. Ansonsten eben noch die größeren Städte:
Darwin (+ umliegende Nationalparks)
Alice Springs(Ausgangspunkt für den AyersRock)
Adelaide (Weingegend und Badestrände; GreatOceanRoad nach Melbourne mit Abstecher nach Kangaroo-Island (Achtung: nicht alle Mietautos dürfen da hin...))
Melbourne (BellsBeach; Formel1 wenn's passt !?)
Sydney (Sowieso ein Muss!! evtl. Blue Mountains)
Brisbane (nicht allzu aufregend aber schön; evtl. Surfers Paradise; evtl. Australia Zoo; evtl. GlasshouseMountains; evtl. FraserIsland; evtl. Whitsunday Islands) (sind aber bis auf den Australia Zoo keine Tagesauflüge!!!)
Cairns (GBR; Parks,...)
Die großen Zwischenstopps beschreiben auch unsere Tour mit einer Recht komplizierten Anreise von HongKong über Perth mit Zwischenlandung in AliceSprings nach Darwin...
Ach ja bin mit Quantas geflogen, die kamen bei deinen Flugvarianten bis jetzt noch nicht vor.
lg
b.v.