福井県小浜市。授業の一環で製造されるサバ缶が自慢の若狭水産高校に新米教師として赴任してきた朝野峻一（北村匠海）。ダイビングが趣味の朝野は、海辺の町で教師になる念願を叶えて、意気揚々と初出勤。 しかし、自分の言葉に耳を傾ける生徒たちは皆無。さらに同僚の教師・黒瀬正樹（荒川良々）から、「何でこの学校に来たんや？ここ、もうつぶれるで」と衝撃の言葉を告げられる。 落ち込む朝野は、帰宅途中に若狭水産高校に通う菅原奈未（出口夏希）を見かける。学校ではどこかつまらなそうにしている奈未が、生き生きとダンスを踊っている姿を見て驚く朝野。 「誰からも期待されとらんもん」と投げやりな奈未の一言で自分がやるべきことに気づく。「やってみなきゃ、わからない」、その言葉を胸に一念発起した朝野は、まずは港の水揚げ場での校外実習を提案する。 校外実習の最中、若狭水産高校に通う寺尾創亮（黒崎煌代）の父で漁師の寺尾茂信（迫田孝也）から港で大型クラゲが大量発生してしまい、網が破れ、死活問題となっていると知らされる朝野。 そこで奈未や創亮ら生徒たちに、朝野は「みんなで考えてみよう」と呼びかけるが…。 同じ頃、JAXA（宇宙航空研究開発機構）でISS（国際宇宙ステーション）補給機開発のエンジニアとして働く木島真（神木隆之介）は、幼い頃から夢みた宇宙飛行士選考に落選し、しかも上司から宇宙日本食を開発する部署への異動を命じられていた。 全くの専門外への部署異動に納得がいかない様子の木島。宇宙日本食開発ルームは木島と上司・東口亮治（鈴木浩介）のたった2人だけの小さな部署。東口は、木島の妥協なき姿勢で仕事に臨む性格を見込んで、『宇宙日本食認証基準案』を共に作ろうと提案する。 「自分たちのサバ缶を宇宙へ」教師と高校生たちの夢が、今走り出す——！

学校存続の危機にある若狭水産高校に新米教師として赴任してきた朝野峻一（北村匠海）は、生徒たちと「サバ缶を宇宙食にする」という目標を掲げる。 それにはNASAが宇宙食を作るために考えた食品衛生管理システム「HACCP（ハサップ）」を取得することが絶対条件。「宇宙でもどこでも、飛ばせるもんなら飛ばしたろうや」とやる気を見せるのは、菅原奈未（出口夏希）。 その一言に、寺尾創亮（黒崎煌代）、福原凪沙（夏目透羽）、佐々木柚希（ゆめぽて）たちも意気込み、HACCP取得という目標に向けて一致団結する。 しかし、東京から転校してきた菊池遥香（西本まりん）はその雰囲気に馴染めずにいた。 遥香は東京の友だちのSNSを見ては落ち込み、自身は「こんなとこにいて何が楽しいの？」、「東京に戻りたい」などと書き込む日々。そんな中、両親の営むクリーニング店の店番中に朝野が客としてやってくる。「……よく来たよね、こんなとこに」と言う遥香に対して、「僕は楽しいよ。つまらなくしてるのは菊池さん自身なんじゃないかな」と答える朝野。すると、遥香はこれ以上の関わりを遮断するようにバックヤードに去ってしまう…。 同じ頃、JAXA（宇宙航空研究開発機構）で宇宙日本食開発担当となった木島真（神木隆之介）は「宇宙日本食認証基準案」の“新しい基準”を作るために最も大事な「食」の安全について、考えを巡らせていた――。

若狭水産高校の教師、朝野峻一（北村匠海）と生徒たちは、NASA（アメリカ航空宇宙局）が作った食品衛生管理システムのHACCP（ハサップ）認証を取得するため申請を提出。それから半年以上が経過し、菅原奈未（出口夏希）たちは進路について本格的に考える時期を迎えていた。 生徒一人ひとりが進路の悩みを抱える中、朝野からついにHACCP認証の報告を受ける。その場にいた奈未の「宇宙へ飛ばす。うちらのサバ缶」という言葉をきっかけに、NASAへ「サバ缶を宇宙に届けたい」と英語でメールを送ることにしたが、なしのつぶて。 そんな中、アメリカにあるNASAではなく日本からと気づいた朝野は茨城県つくば市にあるJAXA（宇宙航空研究開発機構）に出向き、宇宙教育センターの皆川有紀（ソニン）を訪ねる。朝野は若水の生徒たちが、自分たちが作るサバ缶を宇宙食にするため試行錯誤を重ねている経緯を伝え、実現に向けてのアドバイスを求める。すると、皆川は「自分は教育センターの人間なので答えられないが、宇宙食開発担当者たちにつなぐことはできるかも」と話し、そのために“宇宙食として成立する設計”を10日後に提出して欲しいと課題を提示する。 朝野から報告を受け、やる気を見せる奈未たちとは対照的に、否定的な意見を言うのは木村琉空（山下永玖）。高校３年生の彼らにとって高校生活はあと半年もない。進路に悩む琉空は「現実を見ろよ」と同級生たちに苛立ちを隠せない。そんな琉空のある言葉に、寺尾創亮（黒崎煌代）は怒りを露わにして⋯。 そんな折、JAXAで「宇宙日本食認証基準案」を開発中の木島真（神木隆之介）に、皆川が、高校生たちがサバ缶を宇宙食にするため奔走している話を伝える。しかし、木島は現実的ではないと断言。 10日後に迫るリミット。そして、生徒たちが選ぶ未来、朝野と生徒たちが描く夢の行く末は…。

朝野峻一（北村匠海）が若狭水産高校に赴任し、宇宙食開発に共に奔走した生徒たちが卒業してから2年、小浜（おばま）の街はアメリカ合衆国のオバマ大統領就任で盛り上がっていた。 今は東京で大学生活を送る菅原奈未（出口夏希）、小浜で漁師として働く寺尾創亮（黒崎煌代）たちと共に、NASA（アメリカ航空宇宙局）が宇宙食を作るために考えた食品衛生管理システム「HACCP（ハサップ）」の認証は得たものの、それ以上の進展がないままになっていた。 若水に通う高校生、宮井恵（早瀬憩）は、成績優秀で学校でも一目置かれる存在だ。しかし、希望校ではなかった若水で目的を失っている恵は実習テーマがなかなか決まらない。「先生に決めてもらうのはダメですか？」と言う恵に、宇宙食開発を薦めることを考えるも、自分が誘導してしまうことに違和感を覚えた朝野は、「できれば、宮井さんが自分で決めてほしいな」と自己決定を促す。 実習テーマの提出期限が迫る中、恵はかつて奈未たちが宇宙食開発の記録をしていた“黒ノート”を発見。そこに書かれた奈未たちの「自分たちのサバ缶を宇宙に飛ばす！」という強い思いに心を動かされ、実習テーマを『サバ缶の宇宙食開発』に決める。同級生の早川樹生（中川翼）、桑田実桜（足川結珠）もある理由から加わり、新たなメンバーで宇宙食開発を続けることに！ それを受けて朝野はJAXA（宇宙航空研究開発機構）職員の皆川有紀（ソニン）に連絡し、宇宙食開発再開報告と共に相談をもちかける。皆川はJAXAで「宇宙日本食認証基準案」を開発中の木島真（神木隆之介）にも声をかけて協力を求めるも、大きな問題が待ち構えていた…。