Sarah Loreau (Eva Green) es una astronauta francesa que se entrena en la Agencia Espacial Europea, en Colonia. Allí vive con Stella (Zélie Boulant), su hija de siete años. Al ser la única mujer del programa, siente la presión de sus compañeros, especialmente de Mike Shanon (Matt Dillon), además de la profunda tristeza de vivir durante un año separada de su hija, ya que va a formar parte de una misión que la alejará de nuestro planeta. A pesar de que ese viaje espacial ha sido el sueño de Sarah durante toda su vida, esto pondrá a prueba la relación entre esta madre astronauta y su hija, que deberán sobrevivir, en más de un sentido, al peligro de esta misión.