小之星海果是一个梦想着与外星人相遇的高中一年级生。怀有这般憧憬的海果，在入学第一天就遇到了自称「我是外星人」的同班同学——明内幽，感到大吃一惊！海果对幽的出现相当在意且兴奋，但因为太过害羞而无法成功搭话。不过，幽利用外星人的特殊能力「额头感应」感受到海果的心情。海果希望可以与幽更加亲近，下定决心要用自己说的话表达出自己的想法。另一方面，幽也坦承了自己的秘密……

想去宇宙的海果和想回宇宙的幽。两个人的梦想是“向着宇宙”！为此打算制作火箭的海果，因为制作火箭的难度而突然感到大受打击。失落的海果和我行我素的幽。同班的副班长宝木遥乃在意二人的情况。海果为了不让遥乃发现幽是外星人而拼命地编造理由。但是将“两个人的梦想”告诉了遥乃，邀请对方成为同伴。然后三人迈出了制作火箭的第一步！

虽然海果与同伴们的宝特瓶火箭逐渐增加飞行距离，但是前往太空的路途仍然遥遥不见终点。海果因自己缺乏知识等等所需事物而感到烦恼，不过她心目中有个优秀的机械技师人选。那就是拒绝上学的同班同学——雷门瞬。下定决心后，海果等人一起去见瞬。然而，瞬的态度很不友善，海果也说不出话来。就跟她们在初中第一次相遇时一样。什么都没有改变。当时也好现在也罢，海果都太畏缩，无法向瞬表达自己的话……

为了「想传达的事情」，海果鼓起勇气，向瞬提出宝特瓶火箭的决斗。遥乃带着海果跟幽前往了沉睡着她与祖父相处的回忆的祕密基地。从那天起该处便成为3人的祕密基地，马上开始进行作战会议。隔天大家一同去采购材料。采购结束后，一起放手去玩。海果度过一段意想不到的快乐时光。另一方面，自己一个人制作宝特瓶火箭的瞬感到烦躁不已。接着来到决战当天！海果为了「想传达的事情」，认真挑战与瞬的对决！

瞬开始回到学校上课，让海果等人很开心。尤其是班导笑原老师感到非常高兴。海果等人希望把下一个目标设定为做出固体燃料火箭，但问题在于费用。为了获得资金，瞬计划成立社团。总算是让笑原老师收下了社团申请书，瞬露出一副可以轻松度过高中生活的态度，不过明天起就是海果等一年级学生的教育旅行了――。巴士载着感到惊讶的瞬与海果等人，往山里前进……

从今天起就要当火箭研究社的社长了，海果感到非常兴奋。海果、幽、遥乃、瞬等人满心期待地等待申请新社团的结果。然而，笑原老师的回报是「得到的许可并非社团，只是同好会」，没有社费、社团顾问是笑原。瞬感到非常沮丧，海果努力激励她。大家都很高兴看到海果的成长。一行人马上就在祕密基地庆祝成立同好会。接着开始进行同好会活动，由瞬指导如何制作模型火箭，还去参观模型火箭节。在那里，海果遇到了……

自从认识火箭大赛去年度优胜学校社团的社长——秋月彗以后，海果对她的憧憬越来越强烈。海果决心要成为跟秋月一样的领导者，宣称要在今年的大赛拿下冠军。大家重新下定决心，立定了火箭研究同好会的下一个目标，开始进行取得模型火箭证照等等为比赛做准备。可是，瞬说如果想赢就要把指挥全权交给她，海果败给她的坚持，但仍烦恼著这样下去好吗……。

为了参加模型火箭锦标赛，海果等人进行了多次发射测试。他们在设计模型火箭的过程中，即使遇到失败也乐观面对，顺利度过了期末考试。暑假来临，海果等人在秘密基地全心全意地制作模型火箭。然而，事情并不顺利，瞬的情绪变得烦躁。海果也因为屡次失败而感到沮丧。四人似乎陷入了僵局，但海果决定不再依赖于幽，而是主动和瞬沟通，努力团结同好会。终于，比赛开始了！

模型火箭选手锦标赛开始了。与彗重逢，让海果的紧张感有增无减。而海果她们发射的模型火箭则是……

第二学期开始了，面对担心的遥乃和笑原老师等人，海果表现出很有精神的模样，同学们的支持也令人高兴。可是只有瞬没有来上学，也没办法取得联络。海果决定正视没用的自己，向前迈进。海果与幽鼓励了见不到瞬，显得懦弱的遥乃。遥乃知道梦想破灭有多麽痛苦，在即使如此还是想再次站起来的海果身上，看到了海果的坚强。虽然遥乃还不知道自己想要做什麽，但还是胸怀与祖父的回忆，与瞬对峙……。

海果、幽、遥乃到彗的高中参观社团活动。高水准的模型火箭制作现场刺激了她们3人。这都是因为她们希望不再让瞬独自负担，想要更加更努力学习。