De retour de voyage, Tintin et le capitaine Haddock apprennent que le professeur Tournesol, qui était censé rester au château de Moulinsart, est parti trois semaines auparavant pour la Syldavie. À leur arrivée, ils reçoivent un télégramme du professeur leur demandant de le rejoindre sans pour autant leur expliquer les raisons de son départ. Arrivés en Syldavie, ils sont pris en charge depuis l'aéroport par un chauffeur et un valet de pied (en réalité des agents de la Zepo, les services secrets syldaves), dépêchés par le professeur, qui les conduisent vers une destination inconnue. Après plusieurs heures de route, ils se retrouvent bientôt dans une base secrète, le centre de recherches atomiques de Sbrodj, tapie au cœur des montagnes, et dirigée par M. Baxter. Là, ils retrouvent le professeur Tournesol qui les informe qu’il a été engagé pour conduire la réalisation d’une fusée lunaire dont il a conçu le moteur atomique, et qu’il s’apprête à utiliser pour se diriger vers la Lune. Bien malgré eux, Tintin et le capitaine Haddock acceptent de l’accompagner