2075年，随着人类对太空的不断开发，太空垃圾成为了社会问题。这些被废弃的卫星、火箭零件之类的碎片围绕着轨道运转，危及周围的太空站和航天船的安全。星野八郎太（田中一成 配音）所在的残骸课，就是专门负责回收或清除太空垃圾的部门。
新进员工田中部来到国际太空站内的Technora公司，她被分配到负责回收太空垃圾（Debris）的残骸部课。在那里田中部遇见了八郎太等人，然而残骸课被称为半课，在公司内也是被冷眼看待的部门，被指派负责指导新人的八郎太对凡事都爱说教的田中部感到不耐烦，田中部也认为八郎太是个粗神经的烂男人。
八郎太负责教育新进员工，而公司同期的正盛在热门部门里确定要升官了。在朋友们的祝贺之中八郎太却一直心不在焉，因为自己的梦想——获得一艘太空船却完全没有进展。就在这时出现了难以回收的太空垃圾，那是三年前八郎太还是新人时没能成功回收的太空垃圾。
田中部为了因应外太空业务的紧急状况而写了遗书，她本想参考八郎太的遗书却因为那无可救药的内容而大失所望。她思考着自己死掉的时候到底该留下什么才好？就在这时五十年前被葬在外太空的太空人的棺材被Toybox回收了，但船员们却打算再次将它送回外太空，对此田中部做出了一个不得了的行动。
联合议长的儿子前来观摩头带及其团队回收太空垃圾的工作流程，尽管八郎太基于安全规定试图拒绝这位态度颇为傲慢的年轻人进入工作区域，毕竟这是对非专业人员的常规限制，然而考虑到其特殊身份及可能引起的上级压力，最终还是不得不妥协让他加入。 但他即便在高度专业的回收船“Toybox”上，依旧表现出目中无人的态度且一直出现全然不顾周遭的危险行为。最终他因傲慢无礼而脱口而出的一句冒犯性话语彻底触动了八郎太的底线，使得八郎太再也无法保持沉默或克制。
在难得的休假中八郎太一行人决定前往月球，八郎太是第一次去月球所以非常开心，可是搭乘定期航班前往月球需要四天的时间，在船上八郎太遇见了一位名叫希雅的少女，两人因为太空船的话题而意气相投。可是在搭乘定期航班的第三天时，八郎太一行人却被卷入某个事件之中……
八郎太、田中部、菲在久违的休假来到月球，田中部第一次来到月球上非常兴奋，于是八郎太就陪她一起找月球上的公寓，当两人来到决定好的公寓时，却发现那是一栋诡异的建筑物，而且还住着一个不得了的房客。
八郎太为了治疗受伤的脚前往月之医院，在那里遇见一名少女，她的名字叫「诺诺」，两人十分意气相投，却让前来探病的田中部有些不满，就在这时八郎太因为某个事件得知了诺诺的状况。
菲从月球回到太空站后一如往常地开始工作。然而，菲升职离开残骸课的消息传开，让残骸课的职员们大吃一惊。尽管如此八郎太他们还是为了让菲能放心离开，决定在没有菲的状况下前往回收太空垃圾……
八郎太师父里加路多为了保安指导来到以前曾经任职过的残骸课，受到了残骸课成员们的热情接待。田中部听他们说着残骸课成员的过去经历感到十分开心和惊讶。不过在她和里加路多一起解决某个事件之后，却得知里加路多一个不为人知的秘密。
残骸课员尤利・米海洛夫在五年内从未请过任何一次有薪假期，闲时他就在Toybox摆上康乃馨，独自眺望宇宙。在某次八郎太得知尤利每周都会去资料课调查太空垃圾的资料时，才明白原来他一直在寻找某个东西。
为了向Technora公司推销太空服，小国艾尔塔尼卡派了一位技师——提玛拉前来。八郎太他们与克莱儿看到他对工作的纯粹态度，决定协助他进行录用测验。然而在八郎太他们为了最后一场测验而前往太空时，轨道保安厅的巡视船出现在他们面前，告知测验必须中止……
宇宙防卫战线在月面都市发起恐怖袭击，它们是反对宇宙开发，到处发起恐怖袭击的组织。菲和Toybox刚结束维护工作准备去回收太空垃圾时，却意外发现了宇宙防卫战线的导弹。同时他们还收到了恐怖袭击的宣言，宣言中写明了导弹的目标是ISPv－7，而正在维护中的ISPv－7却没有防御手段。
因为Toybox损坏，所以八郎太决定回地球的老家，同样要回地球的尤利和田中部也决定一起去八郎太的老家。在八郎太的母亲春子的迎接下，一行人在客厅里休息，这时八郎太的弟弟九太郎制作的火箭冲了过来，尤利向努力制作火箭的九太郎搭话，但是……
新型Toybox2的配备令八郎太他们如孩子般欢欣鼓舞，可就在这时残骸课内部却下达了禁止恋爱令，因为有个男人在Technora公司内部让上司的女儿怀孕了，这引发八郎太和田中部对公司做法的反对，而就在这个时候乘坐Toybox2飞向宇宙的八郎太他们却收到了那个男人的通信。
残骸课的员工们对在残骸课做派遣工作的艾德路了解得并不多，她从不提及自己的私生活，所以大家都充满了好奇。某天八郎太和田中部两人一起在ISPv-7里外出时遇到了一个奇怪的男人，那个男人说他在等一个女人，而出现的正是艾德路。
在回收垃圾的事故中八郎太独自一人被抛到了宇宙，在好不容易平安地回到了地球后接受了体检。虽然他一开始还活蹦乱跳，可最后体检时他一进入感觉阻断室就样子大变陷入恐慌。这是宇航员的致命心理疾病——空间丧失症。为了进行复健八郎太只能多次进入感觉阻断室，但是……
木星计划的负责人洛克史密斯前来拜访残骸课，似乎在寻找八郎太的父亲星野五郎，询问其理由后得知他想挖角木星往返船“冯・布朗号”的船员。八郎太极力主张对前往木星毫无兴趣的五郎应该去实现人类的梦想，但五郎却对八郎太完全不理会。就在这时冯・布朗号的引擎发生了重大事故。
残骸课所属的第二事业部来了一个新事业部长，他宣布近期解散残骸课的决定震惊了残骸课的成员。可是考虑去木星的八郎太却并不在意，这时Toybox2的残骸课成员们即将出发去回收最后的残骸，这个残骸是一艘漂流的太空船，然而那艘太空船…
木星往返船乘组员的初试开始了，考场里聚集包括了八郎太和正盛的众多考生。残骸课的田中部虽然很在意八郎太可是一直没能联系上他，八郎太在基础体能测试和笔试结束后，开始挑战最后的水中测试，却发生了意外。
八郎太在宇宙空间里进行了第二次测试，他以优秀的成绩通过了EVATest，接着和哈奇姆还有另外两个人组队进行了封闭环境测试。与此同时残骸课也分派了新人，但那个新人却是个意想不到的人物……
八郎太终于来到了冯布朗号，接下来的半年为了参加乘组员第三次考试将在此停留。另一方面田中部在前往月球的途中好不容易联系上了八郎太，但却被他冷淡地拒绝，为此田中部大受打击。这时候偶然回收到了一块太空垃圾，那是之前发生事故的2号引擎发动机的残骸…
残骸课被调到了月球分部，同样在月球的八郎太正在接受冯布朗号事件的调查，当他得知克蕾雅也要接受调查后感到大吃一惊。这时偶然在街上遇到拉比她们，从她们那里得知里加路多在月球医院后决定一起去探望他。与此同时月球空间站准备召开第一次在地球外召开的联合评议会。
在月球空间站召开了第一次联合评议会，在全世界的瞩目下宇宙防卫战线的活动突然活跃起来。这时候菲驾驶Toybox2前往宇宙为了回收月球空间站附近的太空垃圾，顺便应对恐怖分子。不久后菲发现了来历不明的船只时，突然有枪口对准了菲的后脑勺。
宇宙防卫战线的恐怖袭击也波及到了冯布朗号，被卷入恐怖袭击的田中部在冯布朗号的船舱内发现了受伤的克蕾雅。两人乘坐逃生艇逃到了月球，但降落的地方却是一片空无一物的月球沙漠。田中部背着受伤的克蕾雅开始朝着有人设施走去，然而克蕾雅却说要让她抛下自己。
八郎太终于通过了木星往返船冯・布朗号的乘员选拔考试。他久违地来到Technora公司，却得知田中部已经回到地球。八郎太在出发前往木星前回到了老家，骑着摩托前往田中部家的途中却发生了事故，就在这时…
冯·布朗号启航前往木星的日子终于临近，八郎太和田中部二人一同去残骸课拜访并前往宇宙。
