嚴明和張自明從門外進來，慶幸吳畏命大，在極端惡劣環境下幸存。張自明不僅未因受困而后怕，反而得意展示腳上那雙開膠的皮鞋，戲稱這是兼具時尚與堅韌的紀念品，值得永久收藏。三人有說有笑，吳畏注意到倉庫角落堆放著簡易組裝火箭模型，從嚴明口中得知洋大曼地區老一輩航天人的故事，內心深受觸動。
次日整裝待發，嚴明向堅守學校的王校長承諾會解決后續物資補給。吳畏看著孩子們對火箭模型流露出的濃厚求知欲，聯想到前輩們的奮斗史，主動向嚴明請纓，利用業余時間在小學擔任興趣老師，為孩子們講述航天發展。
時光荏苒，春去冬來，一年轉瞬即逝。楚佳佳完成交流任務期滿回國，拖著行李箱抵達喀什站，身后忽然傳來一道既熟悉又略帶陌生的聲音，她猛然回頭，只見吳畏正站在面前。
短短一年的戈壁歷練，已經讓吳畏變了很多，他蓄長了頭發，也褪去青澀，眉宇間沉淀出沉穩堅毅。吳畏夸贊楚佳佳愈發干練漂亮，楚佳佳露出，主動上前，借口要看清他是否真的變了，一步步拉近了距離，兩人之間的情感在這一刻有所突破。
嚴明特地準備了熱氣騰騰的火鍋接風，三人在宿舍聚餐。張自明來到門口，見屋內歡聲笑語，遲疑片刻，轉身落寞離開。飯后，楚佳佳與吳畏互道晚安，約定任務結束后要好好談談心里話。
西安飛控中心，應子期忙完皓月五號的關鍵節點，計劃抽空回京探親，許栩瞧著應子期面露向往，出言打趣他談戀愛。此時許栩接到喀什緊急電話，深空組陣信號接收測試再度失敗，需西安團隊同步歸零，全力配合。
楚佳佳主動加入深空組陣攻關。面對屢敗屢戰的困境，吳畏提議逐行排查底層代碼，被張自明以效率太低否決。楚佳佳用老航天人故事說服張自明，吳畏認真考慮后，同意讓吳畏放手一搏。
應子期和許栩需重新設計方案，曲若楠現身西安。當晚，應子期來到樓下給曲若楠打電話，指著滿天繁星講述軌道交會的浪漫，二人相視一笑，心照不宣地默認了彼此關系。
吳畏察覺張自明壓力巨大，帶他去戈壁灘散心。張自明看穿吳畏對楚佳佳的情意，自嘲當年亦如他般熱血，卻最終輸給了現實與自我，真心希望吳畏能考慮清楚，堅守初心，莫要重蹈覆轍。
接下來的日子里，眾人齊心協力，皓月五號模擬測試終獲成功。曲若楠將自己常吃的巧克力送給應子期，令應子期想起多年前奧數競賽時遇到的那個小女孩，原來二人緣分早已注定。
同樣，喀什站天線組陣測試大功告成，楚佳佳見證了吳畏從菜鳥到技術骨干的蛻變，二人終能平等相視。吳畏帶楚佳佳登上戈壁最高沙丘，在星空下表白，楚佳佳欣然同意。夜幕下，兩人緊緊相擁，深情親吻。
除夕夜，楚佳佳在喀什跟著吳畏學包餃子，覃伯鈞與谷立峰發來視頻，展示自家餃子；蔡博鰲、曲若楠、應子期、許栩等人也陸續連線，眾人云端團聚，倒計時迎接新年。年后，牧星小隊重聚。蔡博鰲建議吳畏申請調回飛控，但吳畏不抱有幻想，并稱自己對喀什有了感情。
不久，覃伯鈞任命楚佳佳為副總設計師，全權負責皓月五號地月軌道飛控，蔣夢瑤與李炎炎配合；曲若楠升任飛控部門A組組長，負責月面降落軌道數據方案，游秀與蔡博鰲協助。最后，覃伯鈞念了吳畏與應子期的名字，安排二人負責采樣完成后上升器和返回器的交會對接環節，吳畏一時未反應過來，待回過神，驚喜交加。
