Les soeurs Grémillet passent leurs vacances estivales à la campagne chez leur grand-mère. Cassiopée a le coeur brisé parce qu'Ulysse, son amoureux, est resté en ville.
Dans les Alpes françaises, Sarah, Cassiopée et Lucille rendent visite à leur père, Philippe Grémillet, qui travaille au sein de son observatoire astronomique.