Mai 2022. À 400 kilomètres de la terre, la station spatiale internationale sombre dans la nuit artificielle. Tandis que l'équipage dort, le cadavre éventré d'un astronaute américain flotte en impesanteur dans l'un des modules de recherche. Le même jour, à Lyon, le corps éviscéré d'un biologiste américain est retrouvé à 30 mètres de profondeur, dans un mystérieux réseau de galeries souterraines baptisé les " arêtes de poisson ".

S'engage une double enquête, d'abord internationale avec la NASA, aux États-Unis, pour tenter d'élucider un meurtre inédit dans l'histoire : celui d'un astronaute dans l'espace. À Lyon, Louise Vernay, commandant de la brigade criminelle, fait rapidement le rapprochement entre les deux assassinats, très semblables et synchrones, l'un dans l'espace, l'autre sous terre... Qu'est-ce qui les relie ? Pour quelle raison ces deux Américains ont-ils été visés ? Comment ont-ils pu être éliminés au même moment, à une telle distance ?

Louise fait rapidement la rencontre d'un étonnant moine jésuite, astrophysicien et directeur de l'observatoire du Vatican, de passage à Lyon et qui avait rendez-vous avec la victime. Ce personnage troublant lui laisse entendre que des signes d'une présence extraterrestre se multiplient, et qu'ils pourraient bien être à l'origine de ces deux meurtres...