Le 17 novembre 2016, Thomas Pesquet s'envole pour sa première mission à bord de la Station spatiale internationale. En orbite à 400 kilomètres de la Terre, durant ces six mois où le monde semble basculer dans l’inconnu, un dialogue se tisse entre l'astronaute et l’œuvre visionnaire de Saint-Exupéry qu’il a emportée dans la station spatiale.
Sarah est une spationaute qui s'entraîne avec acharnement au Centre spatial de Cologne, unique femme au milieu des astronautes européens. Elle vit seule avec sa fille de 8 ans, Stella, qu'elle couve d'un amour inquiet, se sentant coupable de ne pas pouvoir lui consacrer plus de temps. Quand Sarah est choisie pour partir à bord d'une mission spatiale d'un an, baptisée Proxima, sa vie et celle de Stella sont bouleversées.
Un groupe de scientifiques embarque dans un immense et puissant vaisseau spatial appelé Nightflyers dans le but de rechercher un mystérieux engin extraterrestre ayant rapport avec la survie humaine sur Terre, avant d’être victime d’une cruelle machination lancée par l’ordinateur de bord…
1ère partie:
Dans les centres d'entraînement de la NASA à Houston, soyez les premiers témoins des tests de préparation des astronautes pour l'espace avec un guide exceptionnel : Thomas Pesquet. Faites l'expérience de la centrifugeuse, des simulations d'exercice de l'ISS ou encore plongez avec lui dans une gigantesque piscine destinée aux simulations de sortie extravéhiculaire.
Le film suit les mésaventures du cosmonaute soviétique Stas (Leon Ockenden), choisi pour devenir le premier cosmonaute russe dont la mission est de participer à la course d'exploration de la Lune. Pendant le voyage, la navette disparaît et son ami d'enfance Andrei, le directeur de la mission, le cherche sans succès pendant plusieurs mois. Sept mois après l'accident, la navette réapparaît sans Stas à l'intérieur. Pendant ce temps-là, Andrei et sa femme (qui eut aussi dans le passé une histoire d'amour assez longue avec Stas) reçoivent d'étranges transmissions de radio fantômes provenant – ils le supposent – de Stas, qui prétend être retourné sur Terre et n'avoir rencontré personne.
Dans les années 1930, La Terre est menacée de collision avec une autre planète, Mongo. Le professeur Zarkov, persuadé qu'une force extérieure est à l'œuvre pour détruire notre planète décide de se rendre sur cette dernière. Au même moment, l'avion transportant la journaliste Dale Arden et le sportif Flash Gordon est atteint par des météorites. Le couple saute en parachute pour éviter la mort et se retrouve sur la propriété du savant russe. Les trois s'envolent dans la fusée de Zarkov pour Mongo.
Une gigantesque météorite s’approche dangereusement de la Terre. Le monde est terrifié face à cette catastrophe imminente. Afin de questionner l'étendue de la collision, un groupe de scientifiques fait appel au professeur Benson pour avoir sa théorie sur sa dangerosité. Astronome réputé et militant écologiste, il déduit, grâce à ses calculs, que la météorite n'est pas dangereuse car elle est tout simplement une planète encore inconnue dans le système solaire. Elle devrait arrêter sa course non loin de la Terre. Ignorant ses propos, les autorités militaires envoient deux fusées de reconnaissance. Mais lorsque l'astre se met en orbite autour de la Terre, une armada de soucoupes volantes, après avoir détruit les fusées, en sortent pour se diriger vers la planète bleue afin d'attaquer les humains. Quant à Benson, intrigué par la vie extraterrestre présente sur cette planète hostile, il rejoint une expédition pour se rendre sur celle-ci car il est persuadé qu’il y a beaucoup plus à apprendre pour la science.
Au mois de mars 1980, le message de détresse du vaisseau disparu Pégase III est reçu sur une base lunaire. Le Capitaine Chapman reçoit une mission de reconnaissance avec le vaisseau Pégase IV, et finit par s'écraser sur un astéroïde. Il est accueilli par les habitants de Reton, une planète fantôme, où les habitants sont tout petits. Mais cette planète fantôme est continuellement attaquée par les Solarites, souhaitant s'emparer du contrôleur universel de gravité.
Trois vaisseaux spatiaux soviétiques partent pour Vénus. Un seul arrive à se poser sur la planète. Tandis qu'une femme reste en orbite afin de faire la liaison avec la terre, cinq cosmonautes, accompagnés d'un robot, vont de surprise en surprise : animale, végétale, la vie y est présente, avec son lot de dangers imprévisibles. Alors qu'ils rencontrent d'étranges créatures, survient une gigantesque éruption volcanique.
En 2163, le vaisseau spatial Ikarie XB-1 (Ikarus XB-1) est en mission à la recherche d'une mystérieuse « Planète blanche » en orbite autour de l'étoile Alpha du Centaure. Si le voyage de l'équipage ne dure que 28 mois, 15 ans auront passé sur Terre au moment où la mission parviendra à destination. Au cours de ce voyage, une quarantaine de scientifiques de tous pays apprennent à vivre ensemble et doivent faire face à quelques péripéties, telles que la rencontre avec un appareil spatial du XX siècle, l'instabilité mentale d'un des passagers ou l'apparition de symptômes liés à une « étoile noire » radioactive.
Le Projet "Star Talk" est sur le point d'être annulé lorsqu'un signal provenant de l'Espace se fait enfin entendre. C'est à ce moment précis qu'un vaisseau spatial surgit et kidnappe le petit groupe de scientifiques en emportant le laboratoire entier dans une autre galaxie. Là, ils feront une série de découvertes concernant les extra-terrestres responsables de leur enlèvement, ainsi que le danger qu'encourt la Terre s'ils n'interviennent pas rapidement...
Depuis sa découverte, la planète Solaris représente le plus grand mystère auquel l'humanité ait jamais été confrontée. La seule forme de vie qui s'y trouve est un océan de matière protoplasmique qui en recouvre toute la surface. Selon une théorie, cet océan serait une créature intelligente, un gigantesque cerveau à l'échelle de la planète. Malgré de nombreuses recherches, aucun contact avec cette créature n'a pu être établi. Après bien des années à explorer l'espace, les Terriens avaient enfin découvert une autre forme de vie intelligente mais aucune communication ne semble possible avec elle. La solaristique, la science qui étudie l'océan de Solaris, traverse une crise grave. La gigantesque station d'observation conçue à l'origine pour accueillir plus de quatre-vingts personnes n'héberge plus aujourd'hui qu'un contingent réduit de trois scientifiques et on envisage même de la fermer définitivement.
Le film parle de "non linéaires finis", des robots qui ressemblent beaucoup aux êtres humains mais qui sont encore plus parfaits que les humains. Ils sont destinés à remplacer à terme les êtres humains dans les vols spatiaux. Quelque peu inquiètes quant à leur utilité, les Nations Unies mettent en place un vol spatial pour déterminer leurs réactions face aux êtres humains qui composent également l'équipage.
Un vaisseau spatial revient sur Terre, sans les astronautes qui l'occupaient. Le vaisseau a ramené avec lui plusieurs pierres qui se sont échouées sur la côte de San Diego. Partie explorer les tréfonds d'une caverne, une équipe de spéléologues entre en contact avec les étranges pierres venues de l'espace. Un des membres de l'équipe décide de ramener l'une des pierres avec lui. Seulement, dans les profondeurs de la grotte, la pierre libère une entité extraterrestre qui s'incruste dans le corps humain. L'un à la suite de l'autre, les spéléologues deviennent infectés.
Le vaisseau spatial de la famille Towani s'écrase sur la lune forestière d'Endor. Les parents, Catarine et Jeremitt, n'arrivent pas à localiser leurs enfants : Mace, un adolescent, et Cindel, une fillette de cinq ans. En les cherchant, ils se font capturer par le géant Gorax. Les enfants sont alors livrés à eux-mêmes.