Dalam pertemuan masa kecil yang menentukan, Mira Kinohata bertemu dengan seorang pemimpi yang gemar mengamati bintang bernama Ao Manaka. Meskipun waktu bersama mereka singkat, Ao menunjukkan kepada Mira keajaiban astronomi, dari planet-planet yang mengorbit hingga bintang-bintang yang jauh. Sebelum mereka berpisah, Mira mengetahui bahwa ada bintang dengan namanya, tetapi tidak ada yang bernama Ao. Maka, ia pun membuat janji: suatu hari, ia akan menemukan asteroid baru dan menamainya dengan nama Ao.

Bertahun-tahun kemudian, Mira masih terpesona dengan astronomi. Sekarang di sekolah menengah atas di Akademi Hoshizaki, ia mencoba bergabung dengan Klub Astronomi. Sayangnya, ia mengetahui bahwa klub tersebut telah digabung dengan Klub Geologi untuk membentuk satu Klub Ilmu Bumi. Ia bergabung dengan klub baru ini dan menemukan kejutan yang menyenangkan—ia bersatu kembali dengan Ao setelah bertahun-tahun berpisah.

Bersama teman-teman klub baru mereka, Mira dan Ao memulai perjalanan bersama untuk memenuhi janji mereka. Seberapa sulitkah menemukan asteroid?