Bien entendu, cet album commence là où ce sont arrêtées les aventures de l'équipage de la fusée dans l'album Objectif Lune, c'est à dire après que les personnages eurent perdu connaissance. Les appels radio de la station syldave restent dans un premier temps sans réponse et c'est milou qui répond en premier, ayant repris connaissance en premier et tentant de réveiller son maître encore inconscient. Naturellement, tous se réveilleront sains et saufs. Mais dans quel ordre les quatre hommes reprennent-ils connaissance ?

Tout le monde a donc repris connaissance et tous sont étonnés, voire incrédules, d'être toujours en vie, comme le capitaine Hadock qui comme à son habitude râle autant qu'il peut et va même jusqu'à enguirlander le professeur, puisqu'il ne croit pas une seconde être réellement en route pour la Lune. Le professeur est sur le point de lui prouver qu'ils sont bien en route vers la Lune, lorsque soudain, les Dupond et Dupont surgissent tranquillement du compartiment inférieur à la stupéfaction de tous : ils se sont trompés avec l'heure de décollage de la fusée! C'est une première boulette qu'il commettent, mais c'est loin d'être la dernière puisque, fidèles à eux mêmes, ils vont à nouveau faire parler leur réputation en commettant une nouvelle bourde. Plus exactement, c'est DuponT qui commet la gaffe dans la salle de contrôle de la fusée quelques instant plus tard et ce, malgré la mise en garde du professeur. Quelle gaffe commet donc le policier ?

En fait, pendant l'incident causé par l'un des Dupondt, le capitaine Haddock s'en donne à coeur joie avec un livre traitant en apparence de l'astronomie. Il s'agit évidemment d'un faux livre cachant... une bouteille de Whisky et cachée malicieusement par le capitaine dans ce livre car il lui était formellement interdit d'emporter de l'alcool dans la fusée. Quelques verres plus tard et voilà le capitaine tout joyeux, jusqu'à la fameuse bourde causée par Dupont. Cet incident + une bouteille de vidée = coup de folie du capitaine : il a enfilé sa combinaison spatiale et a décidé tout simplement de sortir de la fusée et de rentrer à Moulinsart ! Les moteurs de la fusée s'étant coupés automatiquement, Tintin décide de lui porter secours en sortant à son tour. Rapidement, Tintin arrive à repérer le capitaine Haddock qui délire dans son scaphandre et qui flotte comme un oiseau au milieu de l'espace non loin de la fusée. Cependant, Tintin s'aperçoit vite que le capitaine s'éloigne de la fusée pour se rapprocher d'un astéroïde, dont la trajectoire passe entre la Lune et la Terre. Le moment est critique car, bien que très improbable physiquement parlant, Haddock se trouve pris dans l'orbite de l'astéroïde et risque donc d'être piégé indéfiniment. Le nom qu'a donné Hergé à cet astéroïde existe bel et bien. De quel nom s'agit-il, sachant que c'est le nom d'un personnage de la mythologie grecque (un chasseur aimé d'Aphrodite) ?

Les conditions spéciales auxquelles sont soumis l'équipage à l'intérieur de la fusée ont provoqué une rechute de la maladie à cheveux et à bulles contractée par les deux policiers lors d'une de leur ancienne mission. Ils avaient également fait une rechute dans l'album précédent où leur cheveux avaient également poussé de façon continue et de façon extrèmement rapide. Le capitaine se propose alors de jouer le coiffeur et de couper les énormes tignasses des Dupondt pour les soulager un peu. C'est alors que retentit une ALARME : c'est un signal d'avertissement indiquant qu'un gros astéroïde se dirige droit sur la fusée (décidément il y en a beaucoup sur la trajectoire de la fusée). Heureusement, le professeur Tournesol a conçu un système automatique qui doit faire dévier la trajectoire de la fusée et éviter ainsi la collision. Il explique à Tintin et au capitaine que si tout se passe comme prévu, la collision n'aura pas lieu mais que dans le cas contraire ils seront tous pulvérisés ! Bien entendu la collision est évitée et tout le monde pousse un ouf de soulagement pour ne pas avoir été réduit en miettes. Pour le professeur cependant, le résultat aurait été beaucoup plus grave que d'être simplement réduit en miette, pourquoi ?

La fusée poursuit son trajet et, aprés un retournement de la fusée (improbable en réalité) ainsi qu'une nouvelle gamelle du capitaine, Tintin et ses compères s'apprètent à alunir. Le professeur réunit alors tout l'équipage autour d'une collation en leur expliquant les manoeuvres d'alunissage à venir. Il leur fait un petit cour sur la face visible de la Lune, notamment en ce qui concerne l'endroit où se posera la fusée. Il s'agit d'un cirque : le cirque Hipparque, qui existe réellement et qui est un cratère de plus de 130 kilomètres de diamètres (dixit le professeur). La Lune ne possédant pas d'atmosphère, les astéroides, qui se transformeraient pour la plupart en étoiles filantes dans l'atmosphère terrestre, ne sont ni ralenties ni désintégrés par une atmosphère au voisinage de la Lune et provoquent ainsi, lors de l'impact avec le sol, d'énormes cratères dont certains sont visibles à l'oeil nu (ou avec une simple paire de jumelle) depuis la terre. Le cirque Hipparque est donc un grand cratère lunaire, mais savez-vous quel est le diamètre approximatif du plus grand cratère lunaire ?

Après une nouvelle perte de connaissance de l'équipage, due apparemment à l'extrème décélération de la fusée, celle-ci se pose enfin sur le sol lunaire. Puis malgré quelques avaries, le professeur Tournesol répond à la Terre pour indiqué que tout c'est déroulé comme prévu et que, sans perdre de temps, ils se préparent à enfin marcher sur la Lune. C'est Tintin qui a été désigné pour être le tout premier homme à réaliser cette prouesse dans l'histoire de l'humanité. il déclare d'ailleurs aprés avoir effectué quelques pas : Pour la première fois sans doute dans l'histoire de l'humanité, on a marché sur la Lune ! Tintin est donc le premier, mais quel personnage a été dans cet album, le DEUXIÈME humain à fouler le sol lunaire ?

L'équipage s'affaire maintenant à monter et installer des instruments de mesures optiques sur la lune pour des travaux d'observations. Ils montent même pièce par pièce un char adapté au sol lunaire leur permettant de partir explorer des zones loins de la fusée. Lors d'une des sorties du char, sont présents Tintin, le capitaine, Wolff et Milou. En longeant des massifs rocheux, Wolff découvre une sorte de passage menant à une grotte. Aussitôt repéré, Tintin, le capitaine et milou endossent leur scaphandre et partent effectuer de la spéléologie lunaire. La grotte est évidemment très sombre et, tandis que certaines zones de la grotte forment des sortent de cathédrales de calcaire (c'est Hergè qui a imaginé ça), d'autre zones sont beaucoup plus étroites et sinueuses. Ils décident quand même d'avancer dans une semi-obscurité ambiante et tout d'un coup PATATRAC !! Que c'est-il passé ?

Cette fois-ci ce sont les Dupondt, le capitaine et Tournesol qui partent explorer la Lune à l'aide du char. A priori donc , seuls restent dans la fusée, Tintin et Wolff. Le comportement de Wolff étonne de plus en plus Tintin mais il décide néanmoins à lui rendre service en descendant dans la cale à sa place, pour aller chercher un aliment pour le repas qu'est en train de préparer sournoisement Wolff. C'est en fait un piège puisqu'à peine arrivé dans la salle des vivres, il se prend un gros coup de matraque sur la nuque et tombe raide assommé sur le sol. A noter qu'il y a quand même une grosse incohérence dans cet album puisqu'Hergé a considéré a tort que la pesanteur dans la fusée (posée sur la Lune) était identique à celle de la terre. On voit en effet les personnages se mouvoir dans la fusée non pas comme s'ils étaient soumis à la gravitaion lunaire, mais comme s'ils étaient soumis à la gravitaion terrestre.
Mais revenons au sujet : c'est le colonel Jorgen qui lui a asséné ce coup et il le fait bien volontier puisqu'il avait une revanche à prendre sur Tintin. Dans quel album Tintin a déjà-t-il eu affaire à ce personnage?

Le colonel Jorgen est vraiment sans pitié puisqu'il demande à Wolff de décoller le plus rapidement possible sans laisser le temps aux quatre homme du char de réintéger la fusée, les condamnant ainsi à une mort certaine. Wolff tente bien de s'y opposé verbalement mais c'est peine perdue, le colonel est déterminé. Les voilà sur le point de décoller. Les quatre homme du char, à seulement quelques centaines de mètres de la fusée, voient avec effroie la fusée commencer à décoller sans eux ! Pourtant, la fusée retombe brusquement sur le sol car les moteurs se sont coupés nets. Le colonel Jorgen accuse alors Wolff d'avoir eu des remords d'abandonner l'équipage sur la Lune et donc d'avoir sciemment saboté le dispositif de départ. Il va même jusqu'à le menacer de le tuer avec son arme. Mais que c'est-il réellement passé pour que la fusée ne décolle finalement pas ?

Wolff et Jorgen sont fait prisonniers et sont ligotés par Tintin, alors qu'arrivent enfin l'équipage du char. C'est Wolff qui parle en premier et dévoile d'un trait toutes ses manigances et mises en scène depuis son arivvée dans le centre atomique de Sbrodj, notamment comment le colonel Jorgen a été transporté à bord ou comment il a eté à deux doigts de pousser le capitaine dans le vide. C'est également lui qui a livré les plans de la fusée miniatures radioguidée à une organisation secrète pour laquelle il travaille. Le professeur Tournesol est effaré à l'idée qu'un ingénieur aussi brillant ait pu commettre de tels actes. Mais quel est la raison profonde qui a poussé Wolff à trahir ?

Les réserves d'oxygène commencent à devenir inquiétantes puisque elles avaient été prévues pour quatre personnes (et un chien) alors qu'ils sont 4 + 3 à respirer cet oxygène. Tout le monde s'active pour le départ, il n'y a pas un instant à perdre. Lorsque les avaries de la fusée sont réparées, ils peuvent enfin partir mais comme à l'aller, ils tombent dans les pommes (dixit le capitaine) lors de la phase de décollage et remettent leur destin entre les mains du pilotage automatique. Cependant, suites aux avaries causées par la retombée brutale de la fusée sur le sol lunaire, la fusée ne se dirige pas comme prévu vers la terre mais vers une autre direction. Vers quelle planète sont-ils en train de se diriger à ce moment là ?

Par la suite, Jorgen parvient à ce libérer (à cause d'une nouvelle bourde des Dupondt) puis tente de tuer Tintin et le reste de l'équipage afin d'économiser de l'oxygène ! Wolff s'interpose farouchement et dans la lutte qui s'en suit, tue accidentellement Jorgen. Par la suite, Wolff se sacrifie en quittant la fusée dans sa combinaison. Il espère ainsi expier ses fautes en souhaitant que, n'étant plus présent, il reste suffisamment d'oxygène pour ceux qui restent. L'oxygène se fait en effet de plus en plus rare et, lorsqu'ils attérissent enfin, tous sont inconscients. Les secours font ce qu'ils peuvent pour les réanimer. Après avoir respirer de l'oxygène, Tintin reprend finalement connaissance, avec auprès de lui, Monsieur Baxter ainsi qu'un médecin qui lui explique que le professeur et les deux policiers sont hors de danger...Mais qu'il n'en va pas de même pour le capitaine. Le médecin prend le poul du capitaine et indique à Tintin que celui-ci est faible et irrègulier. MAIS, le médecin prononce alors, dans une phrase anodine au premier abord, un mot qui d'un coup d'un seul, tire le capitaine de son coma. Quel est ce mot ?