2002年的夏天，北海道大学撞击坑形貌学研究生水泽惠（竹内结子饰）毕业在即，她听取了宇宙科学研究所对外协力室室长的场泰弘（西田敏行饰）关于外太空卫星的演讲后分外兴奋，而她的见解与学识也引起了的场的注意。此后不久，水泽受到的场邀请前往研究所实习。此时以坂上健一（高岛政宏饰）率领的日本航天团队正集中进行小型探测器MUSES-C的研发，他们计划将探测器发射到想当于往返地球和太阳之间距离以外的一颗小行星采集样本，这项看似简单的任务面前有着难以想象和逾越的困难。经过团队以及相关人员的通力合作，命名“隼鸟号”的发射器终于迎来发射的日子……