Durante el caluroso verano de 1980, la brillante profesora de Astrofísica Joan Goodwin ingresa al Centro Espacial Johnson de Houston para comenzar su entrenamiento como astronauta. Allí se une a un equipo excepcional que incluye a un audaz piloto de Top Gun, especialistas de misión dedicados y a Vanessa Ford, una magnética y misteriosa ingeniera aeronáutica que captura de inmediato su atención.
A medida que el grupo se somete a las exigentes pruebas físicas y mentales para sus primeros vuelos en los transbordadores espaciales, Joan descubre una pasión imprevista. Este nuevo amor en tierra firme la obliga a cuestionar todo lo que creía saber sobre la ciencia, sus propias barreras y su lugar exacto en el universo observable.
Sin embargo, el peligro aguarda en la órbita terrestre. En diciembre de 1984, durante el desarrollo de la misión STS-LR9, un giro drástico en el espacio cambia el destino de la tripulación de un momento a otro, demostrando que el poder transformador del amor debe enfrentar su prueba más difícil entre las estrellas.
