子供の頃、UFOを目撃した南波六太と弟の日々人。19年後、宇宙飛行士になった日々人に対し、六太は勤め先をクビになり、すっかり落ち込んでいた。

書類選考は通過したものの、続く一次審査を受けるべきか、思い悩む六太。自分に自信が持てない彼は、天文台で働いているシャロンのもとを訪れる。

二次審査で周りの受験者たちの努力を目の当たりにし、プレッシャーを感じる六太。なんとか結果を残さねばと考えていたところ、肺活量の測定が始まる。

気合を入れて臨んだ最終面接で、なかなかの手応えを得た六太。面接を終えて部屋を出た六太の目に、歴代の日本人宇宙飛行士の写真が飛び込んでくる。

六太はNASAの家族支援プログラムを使い、日々人のいるヒューストンへ。日々人の愛犬APO(アポ)に出迎えられ、久々に顔を会わせる兄と弟だが...。

日々人の招きでジョンソン宇宙センターを訪れ、すっかり興奮気味の六太。その頃、JAXAの宇宙飛行士選考会では、六太の資質が問題視されていた。

六太がゴミ情報を片っ端から集める姿を見て、何かイヤなことがあったのではと察する日々人。そんな中、六太はニュースで見かけた強盗事件に興味を抱く。

強盗犯を倒し、市民を救ったヒーローとして、六太はテレビ出演することに。目撃者が語る武勇伝に沸く観客をよそに、六太はひとり、冷や汗をかいていた。

三次審査を受けるため、日本に戻る飛行機の中で、六太は悪夢にうなされる。日々人が自分や両親に宛てた遺書を見つけ、六太はショックを受けていた。

三次試験に発つ朝。宇宙へのあこがれだけで挑んでいいのかと迷う六太は、シャロンのもとを訪れる。六太を見送るシャロンは彼と出会った日のことを思う。

受験者たちは、外の様子がまったく見えない広大な空間へと到着。さらにJAXAの職員の案内でたどり着いた部屋で、六太たちはある選択を迫られる。

現在の時刻を尋ねる課題に対し、1人だけ違う回答を出す六太。自信満々の様子で答える六太だが、それもそのはず、彼しか知らない数字が存在していた。

閉鎖ボックスに入る際、職員から言い渡されたルールについて、思いを巡らす新田。六太たちA班のメンバーも、次々と出される課題に挑戦することに。

閉鎖ボックスでの生活も5日目に突入。にぎやかな雰囲気のA班だが、そんな中、古谷が誤って福田のメガネを割ってしまうというアクシデントが起きる。

古谷からの依頼で、新しいメガネが福田のもとに届けられる。一方、ケンジのいるB班では、真夜中にもかかわらずアラーム音が鳴るという事件が発生する。

壊された時計をめぐって、どこか険悪なムードが漂い始めるA班。なぜ時計を壊したのか、六太は思い切って犯人である福田を問い詰めるのだが...。

10日目の夜。B班と同様、真夜中のアラーム音にたたき起こされるA班。班員たちは音の出所を調べるが、そこで六太は古谷の様子がおかしいことに気づく。

"グリーンカード"によって引き起こされるトラブルにより、ケンジたちB班のストレスはピークに。一方、六太もついにグリーンカードを受け取るが...。

閉鎖ボックスでの生活も残り2日。ケンジがきっかけを作ったことで、いい雰囲気になり始めるB班。一方のA班では六太が他のメンバーに集合をかける。

ついに最終日。5人の中から宇宙飛行士にふさわしい2人を選ぶことになるものの、選出方法に悩む六太。そんなとき、彼はシャロンの言葉を思い出す。

ジャンケンで、宇宙飛行士にふさわしい2人のメンバーを選び出した六太たち。ついに閉鎖ボックスが解放され、外に出た一同は久々に太陽の光を浴びる。

ヒューストン行きを決めた新田とせりかを祝うべく、居酒屋に集まるA班のメンバー。六太が新たな職探しを始めた頃、JAXAではある会議が開かれていた。

ヒューストン行きの最後の1枠に滑り込み、家族から祝福を受ける六太。だが父親からキツいひと言も浴びた六太は、サンタクロースのバイトをすることに。

他の候補者よりも一足先に、六太はヒューストンへ。日々人が月面基地の講習を受けている頃、六太はオジーの紹介で芝刈りのバイトに出かけるが...。

先輩の日本人宇宙飛行士である吾妻との出会いを思い出す日々人。一方、その吾妻が自分の最終面接の審査員だと知って、六太は不安が隠せない様子。

日本人で初めて月面に降り立つことになった日々人は、打ち上げまで、あと7日。一方その頃、最終面接へと向かった六太の身体が、ある異変に襲われる。

先輩飛行士の紫のアドバイスも意に介さず、六太は吾妻に思い切って声をかけることに。そんな六太に対し、吾妻は思いがけない質問を投げかける。

六太から託されたDVD-Rを手にしながら、兄と過ごした日々を思い出す日々人。その頃、日々人の月面着陸をめぐって、日本のマスコミもヒートアップする。

必要な物資を運ぶ宇宙船アルテミスが、一足先に軌道上へ。いよいよ日々人たちも打ち上げが目前に迫るが、弟を見送る六太の胸の内はなかなか複雑な様子。

天候はすぐれないが、打ち上げの準備を進める日々人たち。一方その頃、姿を消した日々人の愛犬アポを捜して、六太はあちこち走り回るのだが...。

日々人を乗せたマルスワンは、ついに月に向かって出発。一直線に伸びていくロケットロードを眺めた六太は、その帰り道、子供時代の出来事を思い出す。

打ち上げ成功を祝う席上で、受験者たちに合格発表のスケジュールが告げられる。六太は日々人の月面着陸の瞬間を見守るため、ヒューストンに残ることに。

ヒューストンの六太はもちろん、多くの日本人が見守るなか、刻一刻と迫る運命の瞬間。一方、日々人のもとには六太からのビデオメッセージが届けられる。

月面での体験を楽しむ日々人の視界がとらえた光る物体。用意された月面車ビートルに乗り込み、与圧服を脱ぐことになるクルーたちだが、不安を隠せない。

ついにやってきた結果発表の日。緊張の面持ちで連絡を待つ六太。一方その頃、JAXAからの電話に出たケンジは、これまでの自分の人生を振り返っていた。

ケンジに続いて、連絡を受けたのはせりか。結果を聞いた彼女は、父・凜平の墓へと足を向ける。せりかが宇宙を目指すことになったきっかけとは...。

最近、思いがけない幸運が続いていたため、かえって不合格だったのではないかと不安に駆られる六太。一方、JAXAから結果を知らされた溝口は...。

JAXAの星加とともに記者会見場に急ぐ道すがら、なかなか実感がわかない六太。会場に着いた六太は、一緒に合格した4人と久しぶりの再会を果たす。

新田やせりかたちとともに、JAXAの入社式に臨む六太。会場に残った宇宙飛行士の5人は、茄子田理事長から思いがけない激励の言葉をかけられる。

バギーで無人探査機の捜索に向かう途中、誤って谷に落ちてしまう日々人。太陽の光も届かない通信不能な所で、一緒に行動していたダミアンを捜すが...。

斜面から落ちた衝撃で日々人の酸素メインタンクが破損。絶体絶命の危機に陥る日々人とダミアン。NASAの会議で、吾妻は2人を助けるべくある提案をする。

バギーの落下地点に向けて急行するフレディたち。一方その頃、凍え続けるダミアンを救うため、日々人は最後に残った照明弾の熱を使おうと決心する。

日々人が月面で見つけたのは、ブライアンが残していったフィギュア。その裏には、日々人と六太の写真が貼られていた。果たして救助は間に合うのか?

無事、助け出された日々人。救出劇の裏側にはブライアンが日々人に託した願い、吾妻の機転、そして弟のことをよく知る六太だからこその判断があった。

シャロンからメールを受け取った六太は、天文台を訪れることに。そこで六太はシャロンから、月面に望遠鏡を建設するという計画について聞かされる。

各国の候補生たちとともにNASAで過酷な基礎訓練を受けるべく、空港に集まる六太たち。張り切る六太はトイレでブルースーツに着替えるが...。

それぞれ住む家も決まり、ヒューストンでの新生活が始まった。ケンジが言いかけたことが気になって仕方がない六太は、先輩の紫に直接聞きに行くことに。

いよいよ合同訓練がスタート。バスに乗せられた六太たちが到着したのは、何もない荒野が続く砂漠地帯。チームに分かれて、サバイバル訓練が幕を開ける。

へとへとになりながらも、サバイバル訓練の初日は終了。ホッとする間もなく、最下位になってしまった六太たちのチームに過酷なペナルティーが課される。

六太がリーダーを務める訓練5日目に持ち上がったトラブル。突然、新田が来た道を戻ると言い出す。聞けば、大事な携帯電話を落としたというが...。

携帯は見つかったものの、時すでに遅し。弟カズヤからの着信には間に合わず、肩を落とす新田。その帰り道、彼は弟との間に起きたいざこざを思い出す。

流星群の下、砂漠でカエルを発見した六太がふと思い出す、子供の頃の出来事。弟と宇宙に行こうと約束した日から始まった、六太の歩みを振り返る。

月に到着してからもう2ヵ月。事故以来、船外活動の許可が下りず、ふてくされながらもリハビリに励む日々人。彼の身を襲った大事故を改めて振り返る。

キャンプの火を囲みながら、サボテンを眺める六太。そのサボテンがロケットに見え始めた六太は、マルスワンの打ち上げの日のことを思い出していた。

サバイバル訓練の最終日、高熱でダウンしてしまう六太。このまま進むべきか、全員でリタイアするか。リーダーのアマンティは、その選択を六太に託す。

次の訓練はカムバックコンペティション。全くやる気のない、班のサポート役の技術者ピコ・ノートンにあきれつつも、六太たちはまず課題に取りかかる。

絡まったまま開かないパラシュートに、遅くてすぐに止まるローバーと、六太たちE班の問題は山積み。ピコは原因に気づいている様子なのだが...。

猛スピードで車を飛ばす教官ビンスから、君にとっての敵は誰かと問われ、口ごもる六太。早く着きすぎた酒場で、六太は自分の敵は自分だと答える。

ピコが取り出したのは友人リックとの思い出の品だった。少年時代を思い出すピコとビンス。鉱山に就職するよう、親に決められていた2人だったが...。

ローバーのスポンジタイヤをぬらさない方法を考えるE班。六太とせりかがホテルで使えそうなものを探している頃、アマンティは出場順の抽選会へと赴く。

帰還船オリオンに乗り込み、地球に向けて帰途に就く日々人たち。飛行士にとって命綱となるパラシュートを手がけたピコは、六太からの言葉を思い出す。

地球に戻った日々人はリハビリに取りかかる。一方アマンティは、以前よりもはっきり見え始めた六太の未来について、本人に伝えようと心に決める。

ジェット機の操縦資格を取るため、膨大な内容をわずか3日で覚えることになる六太。シャロンは、望遠鏡計画のプレゼンのためにアメリカを訪れていた。

真剣な面持ちでテストに取り組む訓練生の中で、ひとりだけ手が止まったままの六太。ALSの疑いが生じたシャロンのことが心配で、まるで集中できない。

飛行訓練を受ける訓練生を横目に、ひとり追試に臨む六太。なんとか試験を終わらせた六太は、ジョンソン宇宙センターを訪れていたデニールと再会する。

強烈な重力にも耐えられるGスーツを着込んだ六太は、デニール教官の指導のもと、T-38の初飛行へ。だがデニールの操縦は、予想以上に過激なものだった。

朝食のときにもイメージトレーニングを欠かさないほど、熱心にT-38の操縦訓練を続ける六太。だが、デニールはなぜか六太の操縦の邪魔ばかりしてくる。

シャロンから届いた手紙を読んで、少し元気がないように感じた六太は、何かできることはないかと考える。一方、日々人は日本へ一時帰国することに。

超巨大プールでの船外活動の訓練など、着実に成長を遂げる六太。それから10ヵ月後、ついに迎えたデニールの引退の日、六太は師のラストフライトに臨む。

バックアップクルーに選ばれたものの、その行き先が国際宇宙ステーション(ISS)だと聞かされ、悩む六太。だが胸の奥底では、すでに心は決まっていた。

日本のビジネス雑誌の表紙を飾ることになった六太と日々人。撮影に向かう車中、六太は日々人から月面で使うバギーの問題点について、情報をもらう。

パニック障害のことを六太には隠して、症状を克服すべくロシアへと赴く日々人。彼は一時帰国の際、シャロンと会ったときのことを思い出していた。

かつて勤めていた自動車メーカーやJAXAの協力を得て、クレーターや谷に落ちない月面バギーをバトラー室長にプレゼンする六太。それは驚くべき案だった。

六太がプレゼンした月面バギーの改良案は、NASA上層部から好感触を得る。だがバトラーは、六太を月行きの訓練に参加させることに前向きではない様子。

バトラーに自分を認めさせようと、彼の見ている前で飛行のアクロバット技を披露する六太。さらにせりかにも、自分の想いを伝えようとするのだが...。

ロシアで新たな生活を始めた日々人は、破天荒な宇宙飛行士イヴァンの自宅に招かれる。そこで顔を合わせたイヴァンの娘オリガは、日々人に興味津々。

リハビリ訓練をサボった日々人のもとに、イヴァンから届いたメール。待ち合わせ場所に赴いた日々人に、イヴァンはオリガの子供の頃の映像を見せる。

オリガのステージから元気をもらい、リハビリ訓練に復帰する日々人。そんな彼に対してイヴァンたちは、思いもよらないユニークな訓練法を提案する。

リハビリ訓練の成果が見え始めた矢先、帰国命令を受けた日々人と、その知らせに憤るイヴァン。イヴァンには日々人に肩入れするだけの理由があった。

六太は、いよいよ月の訓練を受けることに。ケンジや新田ら、見知った面々とともに、地球で最も月面を再現できる場所で訓練が行われるというが...。

約2週間にわたる海底施設でのシミュレーション生活に挑む六太たち。そこで待っていたのは"モンスターズ"と呼ばれる、先輩宇宙飛行士たちだった。

ISSのサブクルーに選ばれた絵名と、喜びを分かち合うせりか。一方その頃、六太とケンジは月面基地のモデルを作るという課題に取り組むことに。

月に行けるのはどちらか1人だけと聞かされたことから、微妙にすれ違い始める六太とケンジ。ケンジの発案で、モデル案を見直すことになるが...。

周囲の反対をよそに、大容量アンテナや月面望遠鏡の設置をあきらめきれない六太。海中ローバー(SEV)を見ていて、作業効率を改善する妙案を思いつく。

六太に対抗するように、次々と作業を効率よく進めるためのアイデアを出し続けるケンジ。順調に作業が進むなか、六太のもとにシャロンから連絡が届く。

六太のソーラーミラーシステムの案が、NASAの幹部から高い評価を得る。一方、セーフティースーパーバイザーとして退屈な会議に出席する日々人だが...。

ひそかにリハビリを続ける日々人は、オリガの成長記録の続きを見ることに。その頃、まだフロリダにいる六太たちのもとを、ケンジの妻と娘が訪ねてくる。

復帰試験のプレッシャーから、悪夢にうなされるようになった日々人。少しでも不安を和らげようと訪れたブライアンの墓参りで、彼はある人物と遭遇する。

日々人からパニック障害のことを告白され、心配で寝不足状態の六太。フラフラの頭で訓練に臨む六太は、先輩飛行士のビンスと行動を共にすることになる。

復帰試験の開始を待つ日々人のもとに、六太からの"お守り"が届く。そのお守りを見つめながら、日々人は子供の頃に六太と興じた鏡の遊びを思い出す。

突然の警告音に、パニックを起こしかけたものの、六太からの"お守り"に助けられる日々人。そしてプールサイドには、大切な仲間たちが姿を見せる。

CES-62のバックアップクルーに選ばれた喜びをかみしめる六太。だが一緒に選ばれたメンバーは、"モンスターズ"のアンディをはじめ、クセ者ぞろいだった。

月面望遠鏡に関する新たな計画をプレゼンするため、NASAを訪れるシャロンたち。バトラーは、ある人物にバックアップクルーのリーダーを依頼する。

試験場でのキャンプ生活が始まったものの、相変わらずバラバラな六太たち。リーダーとしてやって来たのは、誰もが尊敬するベテラン飛行士だった。

ようやくまとまり始めた六太たちと、少し離れた場所で夜空のISSを見上げるベティ。宇宙飛行士だった夫を亡くした彼女の、宇宙にかける思いが明らかに。

誕生間近の第二子につける名前で頭を悩ますケンジ。目指すところもあいまいなまま、訓練をこなしていたケンジはクリスマスにバトラーから呼び出される。

ヒューストンで初めて顔をそろえて正月を迎える南波家。年明け、次のミッションがなかなか決まらない日々人に対して、NASAから結論が示される。

姿を消した日々人を心配するあまり、訓練に身が入らず、ビンスから厳しい叱責を受ける六太。そんな中、彼はバトラーから連絡をもらうのだが...。

またしても訓練でミスを犯してしまう六太。落ち込む彼に声をかけたのは新田だった。新田は六太に、弟カズヤのその後の出来事について話し始める。