2007年。仙台青葉高校の2年生となった直進は妙にモテて、色々な女の子たちと親しくしていた。潔癖なところがある弓道部の“真一文字”こと一文字乙姫は、そんな直進が不埒な男に見えて、気に入らない。ある日、直進はアタルと二人で弓道部の練習を見学していた。弓道の瞬間的な集中力が宇宙飛行士を目指す自分に取って必ずプラスになると考えた直進は、練習に飛び入りし、弓を引かせてもらう。
下町生まれの真上直進は、勉強は苦手だが情には厚いやんちゃ少年。今日も、親友の青山空知と銭湯の煙突にのぼり、飛行機が飛んでいくのを眺めていた。そんな直進の行動に周りはヒヤヒヤし、いつのまにか人が集まり大騒ぎに！！そんなやんちゃな彼のもとに謎の紳士が訪れて……。
母親から直進とのつきあいを反対された空知が家出してしまう。自分に責任があると感じた直進は、仲間とともに空知を捜すが、見つからない。空知の行きそうな場所を何とか思い出そうとする直進は、ふたりが初めて出会った場所にいるのでは、とひらめくのだが……
中学校に上がる春、親友の空知と一緒にNASDA主催のコズミック・カレッジに参加した直進。幼なじみで、今はアイドルの緑川風子も参加し、宇宙飛行士の卵たちは大喜びだったが、周囲の風に変化を感じた風子が、トラブルを察知して……！？同じ頃、宇宙でミッション中のスペースシャトルでも、原因不明の電力トラブルが発生。日本初の大規模ミッションに、不吉な予兆が！？
下町の公立小学校から無理して名門・銘成学園中に進学した直進だったが、勉強についていけずテストの成績は最下位ばかり。なんとかしようと、サッカー部の練習も休んで勉強に没頭する。しかしサッカー部のキャプテン・トラは、直進のサッカーの実力に注目し、無理やり練習に引っ張りだす。空知との名コンビが復活し、素晴らしいプレイを見せる直進。だが直進の悩みはますます深まる。サッカーをしたいのはやまやまだが、それでは勉強の方が追いつかない。考えに考えた末、直進は空知に「学校をやめるかもしれない」と告げる
二人の武装学生が拳銃や刃物を手に、さやかを人質にし放送室に立てこもった。しかし、これは映画研究会の劣等生二人・菊池と小坂が仕組んだ悪質な芝居だった。放送室に乗り込んだ直進は、大切な人を傷つけた卑劣な連中に、怒りを爆発させる。二人は謝罪し、一見ことは納まったかのように思えたが、ここから新たな事件が始まっていく。事情を聞かれたさやかは、学園長から「何もなかった」ことにするよう強制させられ、直進だけが3日間の停学を言い渡された…
真上直進（まがみまっすぐ）は町一番のイタズラ小僧。町工場を営む父がかつてロケット開発に加わっていたことを知り、宇宙飛行士になることを決意したが…！？
高3の夏を迎えた直進は、宇宙飛行士応募資格の第一関門となる大学入試にむけて、必死に勉強中。内村研の先輩たちの協力もあって、勉強の方は順調だが、どこの大学を受けるかで、悩んでいた。直進が夢見るのは「火星へクリオネを探しに行くこと」。つまり、自分の作ったロボットを引き連れて、火星に降り立つ事だった。そのためには、どの大学のどんな学科に行くことが近道なのか。直進は色々と考える。同じ頃、東京では空知が、最終的には宇宙船・スペースプレーンのパイロットになることに目標を定め、そのためにまずは防衛大学に行き、戦闘機のパイロットになるということを決めていた
火星に近い環境で生きる生物を調査するため、南米最南端の地・パタゴニアを訪れている直進。そんな折、突如起こった太陽面の爆発により、地上に様々な悪影響を及ぼす大規模な「宇宙嵐（スペースストーム）」が地球を襲う。また時を同じくして、宇宙で飛行試験中のスペースプレーン“スターチャイルド”が、宇宙嵐の影響で隕石と衝突。地上に墜落寸前という危機を迎えてしまう。さらにはこの混乱に乗じてネット衛星を狙うサイバーテロリストが現れ、真一はそれを防ぐために奔走。いくつもの緊急事態が同時に起こり、全世界は最悪の危機を迎える！！
国際宇宙ステーションの制御エンジンをクラッシュさせた事件の犯人は、世界的なコンピュータテログループの中にいるらしい。そしてそのリーダーと目されているのが、直進が中学時代、学園祭で卑劣な事件を起こした小坂だった。日本の他にもブラジル、インド、フィンランド、ケニアで衛星テロに成功した10代の子供がいるという。小坂は、パソコンを使うことにプライドを持っている少年たちをうまくのせて影で操り、そのまま闇の中へ消えてしまったのだ。入院中のハル巡査を見舞った一文字は、事件の真相を報告し、自分と直進の大学時代の思い出を語り始める。
