1960年、世界兩大超級大國的宇宙開發戰爭逐漸計劃，目標成為宇航員的青年列夫‧雷普斯，某天收到了一項機密任務。為了完成載人飛 行前載吸血鬼上天的實驗計劃「諾斯菲拉特計劃」，對其實驗體，伊琳娜·盧米涅斯科進行24小時監視，並帶她進行訓練。吸血鬼被稱為 「被詛咒的種族」，是被懼怕的存在。抱著不安，列夫走向了少女所在的房間。

訓練開始了。伊琳娜憑藉優秀的身體能力和不服輸的精神，完成了嚴格的訓練，但因遭遇周遭批判，伊琳娜也不對列夫敞開心扉。本以為訓練十分順利，卻發現了她致命的弱點。

訓練開始10天后。所有成績都十分優異的伊琳娜，卻因為恐高症，無法進行宇航員必須完成的跳傘項目。知道天空的美好，也許就能克服恐懼。為了伊琳娜，列夫想出了一個計策。

發射日定為12月12日。訓練只剩3週時間。時間緊張的日子裡，伊琳娜和列夫為了放鬆來到了城裡。夜晚的街道對伊琳娜來說十分新鮮。 在爵士酒吧嚐了茱萸酒的伊琳娜喝醉了。

距離發射日還有14天。伊琳娜在低壓艙進行著孤獨的訓練，列夫則和候補生一同訓練著。就在這時，政府高官留德米拉前來視察訓練。並且她向列夫提出，要看看伊琳娜的訓練。

訓練中目擊到「帕爾斯努依」事故現場的伊琳娜，因受到衝擊做了噩夢。飯也吃不下，最終在訓練中倒下的伊琳娜。為了讓身為吸血鬼的她恢復健康，列夫採取了某種手段。

火箭的發射準備在列夫不在的情況下進行著。航行中為了保持機密，伊琳娜被稱作「克莉絲」，通信語音則以料理菜單為暗號進行。在極少數人的守護下，機密發射開始了。

伊琳娜生還，但她的偉業不會被公開。更糟糕的是，作為知道太多內幕的人，她要面臨處理。另一邊，列夫從她的監視員升格為宇航員候補生。朝著宇宙前進的兩人開始走上不同道路。

列夫被選中成為最終候補的六人之一。要和米海爾、羅薩競爭航天員第一號的位置。連日持續著嚴酷的訓練。看到在跳傘降落訓練中失神的羅薩，列夫冒著危險要去救她。

得到一天假期的列夫和伊琳娜來到了夜裡的城市。他們一起看電影，在湖邊吃手作料理，短暫的時光讓兩人的距離不斷拉近。但伊琳娜卻有了要和列夫分別的悲傷預感。

1961年4月12日，終於到了出發的日子。背負著人們的各種心意，列夫作為人類首位航天員前往太空。伊琳娜開闢的宇宙之路。穿過大氣 圈，列夫看到的，是她曾經給列夫描述過的光景。

完成了人類的初次偉業，列夫受到了國民的盛大歡迎，但那裡卻不見伊琳娜的身影。在首都舉行了紀念儀式，進行了被檢閱過的演講。這真的就是列夫想要的結果嗎。列夫和伊琳娜兩人所描繪的未來究竟是怎樣的。