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第二次世界大戦末期、ドイツのロケット開発技術に着目したアメリカとソ連はドイツ軍を掃討しつつ、必死にV2ロケット製造の責任者であるヴェルナー・フォン・ブラウン博士の行方を追っていた。親衛隊の幹部によって、アルプス山脈に半ば幽閉されていたフォン・ブラウンはドイツの降伏によって、口封じのために殺害されるのを恐れ、近くに侵攻していたアメリカ軍に投降し、ロケット技術を携えてアメリカに渡る。しかし、そこでは「ナチスに協力した」という非難が彼を待ち受けていた。一方、フォン・ブラウンの確保に失敗したソ連軍は、反逆罪の容疑で強制労働収容所に収容されていたセルゲイ・コロリョフを釈放させ、彼にロケット開発を命じるが……。

ロケット開発を制限され不遇をかこつフォン・ブラウンはマスコミを使ってアメリカ国民に訴え、アメリカ政府に人工衛星開発の許可を得ることに成功する。一方、ソ連ではそのニュースに衝撃を受けたコロリョフがフルシチョフ第一書記に人工衛星開発の許可を願い出る。陸軍と海軍の縄張り争いにフォン・ブラウンが巻き込まれていたころ、コロリョフはロケットエンジン開発に手間取り、ソ連政府から人工衛星開発の責任者から外されそうになっていた……。

アメリカ・ソ連両国で、人類初の宇宙飛行士の選定が進む中、フォン・ブラウン、コロリョフはともに動物実験を繰り返していた。宇宙飛行士の安全を考え、アメリカ側が慎重にことを運ぶ中、ソ連ではコロリョフが成功の確証を持てないまま、ユーリ・ガガーリンを宇宙へと打ち上げる……。

いよいよ人間を月面に打ち上げる計画を実現しようと、コロリョフはかつての告発者であるヴァレンティン・グルシュコとの溝を埋めようとするが、果たせないまま、この世を去る。コロリョフの後を継いだヴァシーリー・ミシンは重責に耐えられず酒に溺れ、ソ連の宇宙開発は急速に後退していく。一方、フォン・ブラウンは着々と月面到達に向けての計画をすすめていき……。