À la fois rêveur et surdoué, Jim, 11 ans, vit avec son père Graham, un astronaute qui doit prochainement se rendre dans l’espace. Mais quand Jim apprend que son père lui a menti et a abandonné sa mission, les repères du petit garçon volent en éclat. Dans sa nouvelle école, Jim profite d’un concours de jeunes scientifiques pour secrètement construire une montgolfière. Il peut compter sur Emma, une nouvelle camarade de classe.