宇宙飛行士を目指す青年レフは、ある日、有人飛行実験を吸血鬼で行う計画のため、イリナという少女の飛行士訓練を行う極秘任務を命じられる。人々に恐れられる吸血鬼。不安を抱きつつ、レフは彼女のいる監房に向かう――

訓練が開始した。イリナは持ち前の優秀な身体能力と負けん気で、厳しい訓練もこなしてゆくが、周囲の風当たりは強く、イリナもレフに心を開かない。順調に進んでいくと思われた訓練だったが、彼女に致命的な弱点が発覚し――

訓練を始めて10日。全てにおいて優秀な成績のイリナだが、高所恐怖症のため、宇宙飛行士に必須なパラシュート降下だけうまくいかない。空の良さを知れば、恐怖を克服できるのではないか。イリナのため、レフは一計を案じる。

打ち上げまであと14日。イリナが無響低圧室での孤独訓練に入っている間、レフは候補生たちと訓練を共にする。そんな折、政府の高官リュドミラが訓練の視察に。さらに彼女はイリナの訓練を見たいと、レフに話を持ちかけ――

訓練中『パールスヌイ6号』の事故現場を見てしまったイリナは、そのショックから悪夢を見るようになる。食事もとれず、ついには訓練中に倒れてしまうイリナ。吸血鬼の彼女を回復させるため、レフはある手段を取る。

レフがいない中、ロケットの打ち上げ準備が進む。航行中は機密保持のため、イリナは『リコリス』と呼ばれ、通信音声は暗号の料理のレシピのみだと命じられる。限られた人々だけが見守るなか、極秘の打ち上げへ。

イリナは生還したが、その偉業が公にされることはない。むしろ秘密を知りすぎた者として、処遇が検討されてしまう。一方、レフは彼女の監視役から宇宙飛行士候補生に昇格。共に宇宙を目指した二人の道は分かれ始める――

レフは最終候補の6人に選抜され、ミハイル、ローザと共に宇宙飛行士第1号を争うことに。男女関係なく連日続く厳しい訓練。パラシュート降下訓練中、失神するローザを見たレフは危険を冒して彼女の救助に向かうが――

たった1日だけ休暇が取れたレフはイリナと夜の街に出る。映画を見たり、湖畔で手作り料理を食べたり、つかの間の逢瀬は急速に二人の距離を近づける。しかしイリナは、心ひそかにレフとの哀しい別れを予感していた……。

1961年4月12日、ついに出発の時。様々な人々の想いを背に、レフは人類初の飛行士として宇宙へ旅立つ。イリナが切り開いた宇宙への道。大気圏を抜け、レフが目にしたのは、かつて彼女がレフに伝えた光景そのままで――

人類初の偉業を成し遂げ、レフは国民から盛大な歓迎を受けるが、そこにイリナの姿はない。首都で行われる記念式典と検閲済みのスピーチ。本当にこれがレフの望んでいた結果なのか。レフとイリナ、二人が描く未来とは。