Unter Aufsicht von Commander Bull laufen am Cape die Vorbereitungen für den nächsten Weltraumflug. Astronauten, Astronauten-Anwärter und Techniker haben alle Hände voll zu tun. Doch neben aller Professionalität gibt es auch Rivalitäten, Eifersüchteleien und Affären. Da ist etwa der Pilot Riles, der die Anwärter schikaniert, der Ex-Lehrer Peter, der bei Hochgeschwindigkeits-Manövern noch immer in Panik gerät oder der junge Techniker Zeke, dem eine glänzende Karriere bevorsteht. Plötzlich wird die Routine durch eine Eilmeldung durcheinandergebracht: Ein mit nuklearen Elementen bestückter Satellit ist außer Kontrolle geraten und muß geborgen werden. Commander Bull stellt eine Mannschaft zusammen und geht die schwierige Mission an. Da geschieht das Unglück: Riles wird aus seiner Halterung gerissen und entschwindet im All!

Nach einem Motorradunfall liegt die Astronautin Barbara noch immer bewusstlos in der Klinik. Reggie macht sich große Vorwürfe. Er weiß, dass er gegen das ungeschriebene Gesetz der NASA verstoßen hat, wonach Astronauten keine Beziehungen zueinander haben sollen. Umso erstaunter ist Reggie, als er Barbaras Verlobten im Krankenhaus kennen lernt. Die Astronautenanwärter Zeke und Jimmy lieben ihre schnellen Jets über alles. Doch Jimmy ist ein unerfahrener Draufgänger, dem es an Vorsicht mangelt. Bei einem Zweikampf kommt es zu einem tödlichen Unfall. Riles trifft in der Astronautenbar Sylvia, die ihn kalt abblitzen lässt. Als sie ihn dann doch zum Dinner einlädt, kommt es aber nur zum halben Happy-End.

Die Shuttle-Pilotin Caitlin hat einige Probleme im Flugsimulator. Aus diesen Gründen steht ihr Einsatz beim nächsten Shuttle-Flug in Frage. Private Sorgen machen Caitlin zu schaffen. Sie hat gerade das Sorgerecht für ihre Tochter Marisa zugesprochen bekommen, doch die hat die lange Trennung von der Mutter nicht überwunden. Das Mädchen hat nun panische Angst, ihre Mutter zu verlieren. Als Caitlin mit dem Shuttle startet, kommt es tatsächlich zur Katastrophe: Sie erleidet einen Lungen-Kollaps und muss noch im Weltraum operiert werden! 

Am Cape wird hoher Besuch erwartet. Bud Woods, der Vater von D.B. und früher selbst ein berühmter Astronaut, hat sich in seiner Funktion als Kongressabgeordneter angemeldet. Es gibt für alle ein böses Erwachen, als sie erkennen, dass er das gegenwärtige Raumfahrtprogramm ablehnt und sogar so weit geht, für die Abschaffung der bemannten Raumfahrt zu plädieren. D.B. befindet sich in einer schrecklichen Situation. Er weiß, wie schwer es ist, sich gegen seinen Vater durchzusetzen. Aber wenn er seine beruflichen Träume wahrmachen will, muss er gegen ihn antreten. Währenddessen kursieren Gerüchte, dass Reggie einer der Astronauten sein soll, die den nächsten Flug zur Mir-Station unternehmen. Doch so sehr sich Reggie auch bemüht, niemand kann ihm das bestätigen. Kein Wunder, denn die Kollegen haben sich verschworen, um ihm zu diesem Anlass eine Überraschungsparty zu bereiten.

Jack Riles sonnt sich in seiner Popularität. Er flirtet mit allen Frauen, denen er begegnet. Doch eine von ihnen nimmt das Spiel ernst und beginnt, ihn auf Schritt und Tritt zu verfolgen und mit Anrufen zu belästigen. Schließlich bedroht die aufdringliche Marleen sogar Jacks Freundin Sylvia. Auch Reggie steckt in Schwierigkeiten. Er ist mit der Aufgabe betraut worden, den japanischen Gast Furukawa mit dem Cape vertraut zu machen. Doch die beiden verstehen sich überhaupt nicht, und es kommt fast zum Abbruch der Simulationsübungen. Bull liegt ebenfalls etwas auf dem Herzen. Sein Konkurrent auf den Posten des Commanders der Raumstation hat in puncto Familienidylle einiges mehr zu bieten als er. 

Als ehemaliger Lehrer ist Astronautenanwärter Peter geradezu dafür prädestiniert, Schulklassen im Kennedy Space Center herumzuführen. Und er übernimmt diese Aufgabe auch leidenschaftlich gerne. So auch, als einige Besuchergruppen eingeladen sind, um dem Start von Columbia beizuwohnen. Die Startphase verläuft optimal, doch ein kleiner Junge namens Tony nervt ganz gewaltig, weil er Peter während seiner Erklärungen unentwegt mit vorlaut vorgebrachtem Spezialwissen über die Astronautengeschichte auf den Wecker geht. Peter droht dem Plagegeist an, dass er nicht am eigentlichen Start teilnehmen darf. Ein grober Fehler, denn plötzlich ist Tony verschwunden und irrt allein über das Gelände. Um das Leben des Jungen nicht zu gefährden, setzt das Kontrollzentrum den Countdown aus. Insbesondere für die Crew im Raumschiff beginnt eine zermürbende Wartezeit. Peter versucht unterdessen verzweifelt, sich an der Suche nach Tony zu beteiligen. Er sucht sogar dessen Vater auf, um etwas über den Jungen zu erfahren. Dabei sieht er, dass Tony sein Zimmer in ein Miniatur-Spacezentrum verwandelt hat und ein großer Fan des Astronauten John Glenn ist. Da dämmert Peter, dass sich Tony womöglich an der Startrampe von Glenns letztem Ausflug ins All befinden könnte...

Zeke erfährt, dass seine Ex-Freundin Natalie nun mit seinem Bruder Curt zusammen ist. Diese Nachricht nimmt er mit gemischten Gefühlen auf, denn er ist noch nicht ganz über die Trennung von Natalie hinweg. So kommt es unweigerlich zum Konflikt, denn als Zeke und Natalie sich wiedersehen, kommen sie sich wieder näher und werden dabei unbemerkt von Curt beobachtet. Auch Riles trifft eine alte Liebe wieder: Joanna stattet ihm einen Besuch ab und hat als Überraschung noch den gemeinsamen Sohn Noah mitgebracht, von dessen Existenz Riles nichts ahnte. Da sie wusste, dass Riles keine Familie gründen wollte, hatte sie ihm ihre Schwangerschaft verschwiegen. Aber da ein dringender Auftrag sie nach Bosnien führt, will sie ihren Sohn für die Zeit ihres Aufenthaltes bei Riles lassen. Der weigert sich jedoch zunächst, diese Verantwortung zu übernehmen.

Bull Eckert ist mit einem amerikanischen und einem russischen Kollegen im Weltraum unterwegs, um einen Satelliten der Firma Nevasat zu reparieren. Kurz bevor sie den Satelliten erreichen, erhalten sie von Houston die Nachricht, dass sich ein unbekanntes Raumfahrzeug auf Kollisionskurs mit der Atlantis befindet. Sie können gerade noch rechtzeitig ausweichen und erkennen dabei, dass es sich bei dem angeblichen Raumfahrzeug um eine alte Sojus-Kapsel handelt. Der russische Astronaut Mikoyan erklärt sich sofort bereit, die Kapsel bei einem Weltraumspaziergang näher in Augenschein zu nehmen. Bei seinem Unternehmen stellt er fest, dass sich zwei tote Kosmonauten in der Kapsel befinden. Von der russischen Regierung erfahren sie, dass es sich bei den toten Männern, um Brinkow und Gushkow handelt, die 1969 zu einer Mondmission gestartet sind und seitdem verschollen waren. Nun plädiert die russische Regierung an die Vereinigten Staaten, ihre Kosmonauten zur Erde zurückzubringen. Die Männer der Atlantis kommen auf die Idee, die Trägerrakete, die eigentlich für den Nevasat-Satelliten gedacht war, dazu zu benutzen die Sojus-Kapsel auf die Erde zu befördern. Doch der Generaldirektor der Nevasat Corporation ist nicht begeistert von der Idee, seine 350 Millionen Dollar teure Trägerrakete zur Verfügung zu stellen...

Beim 65. Flug im Shuttle-Programm haben die Astronauten einen stillgelegten Satelliten eingeholt, auf dessen Oberfläche sich eine merkwürdige Substanz befindet. Zunächst wird Tamara damit beauftragt, Proben dieser Substanz zu untersuchen, doch noch bevor sie mit ihrer Arbeit anfangen kann, schaltet sich ein gewisser Mason ein, der ihr den Auftrag einfach wieder entzieht und die Stoffproben an sich nimmt. Allerdings hat Tamara eine Reserveprobe einbehalten, die sie heimlich unter die Lupe nimmt. Dabei macht sie eine sensationelle Entdeckung: In der merkwürdigen Masse befindet sich eine lebende Zelle! Inzwischen wird Barbara von schweren Sorgen geplagt. Zwar erhält sie endlich die medizinische Freigabe für ihren ersten Flug. Aber als sie zusammen mit Riles startet, verliert sie vorübergehend das Bewusstsein...

Major Reginald Warrens großer Traum wird wahr: Er fliegt als Pilot ins All! Aber schnell entwickelt sich der Traum zum Alptraum, denn es kommt zu ungeheuren Komplikationen. Bei einem wissenschaftlichen Experiment in der Raumkapsel wird Quecksilberschwefelgas freigesetzt und vergiftet die Mannschaft. Währenddessen war Reggie mit Außenarbeiten am Orbiter beschäftigt. Nur unter großen Mühen gelingt es ihm, wieder ins Raumschiff zurückzukehren. Da alle anderen bereits unter schweren Vergiftungserscheinungen leiden, muss Reggie nun ohne Hilfe die Raumfähre zurück zur Erde bringen. Aber dazu muss er sich selbst auch der vergifteten Atmosphäre aussetzen, und nur unter Aufbieten all seiner Kraft gelingt es ihm, die notwendigen manuellen Handgriffe auszuüben.

Die Rückkehr der Atlantis-Raumfähre wird erwartet, und viel Prominenz aus Politik, Wirtschaft und Militär hat sich zur Willkommensfeier eingefunden. Mitten in die hektischen Festvorbereitungen platzt eine Bombendrohung. Bull ist sofort alarmiert, da der Bombenleger sich offensichtlich hervorragend mit dem Sicherheitssystem vom Cape auskennt. Ihm bleiben nur wenige Stunden, um die Bombe zu finden und zu entschärfen. Auch Zeke und Riles schlittern ungewollt in Schwierigkeiten. Bei einer gemeinsamen Trainingseinheit, gerät Zeke in Lebensgefahr. Nur unter Einsatz seines eigenen Lebens gelingt es Riles, seinen Kollegen zu retten. Anschließend muss der Retter in ärztliche Behandlung. Noch ist völlig unklar, ob er je wieder seinen Beruf ausüben kann.

Während Astronaut sich Sam Blake zusammen mit Jack Riles auf einer Erkundungsmission für die neue internationale Raumstation befindet, wird seine schwangere Frau Kathy auf der Erde mit Komplikationen ins Krankenhaus eingeliefert. Bull trifft Vorbereitungen, die Mission seiner Astronauten abzubrechen und Sam zu seiner Frau auf die Erde zurückzuholen, da stirbt Kathy. Die Ärzte können nur das Baby retten. Bull hat nun die schwierige Entscheidung zu treffen, Sam zu informieren, oder ihn seine Arbeit zu Ende führen zu lassen und ihn erst bei seiner Rückkehr mit der schrecklichen Nachricht zu konfrontieren. Er entscheidet sich, zu schweigen. Jack, der von dem Unglück erfährt, hat eine andere Auffassung und will seinen Kollegen informieren. Bull befiehlt Jack, den Mund zu halten und lässt ihn mit großem psychischen Druck und einem Sam Blake, der von seinem Unglück nichts ahnt, im All zurück.

Reggies Traum von der eigenen Raummission ist erneut in Frage gestellt, als gegen ihn Anklage wegen fahrlässiger Tötung erhoben wird. Dass die Vorwürfe gegen Reggie haltlos sind, wissen seine Kollegen. Auch Bull weiß das, aber als neuer Kopf des Astronaut Office hat er über Reggies anstehende Mission zu entscheiden. Die Beweislage scheint erdrückend: Die wirklichen Schuldigen haben Reggie gezielt belastet. Doch das ist nicht das einzige Problem, das Bull zu lösen hat. Barbara versucht ihn davon zu überzeugen, dass sie wieder in der Lage ist, auf eine Mission zu gehen. Aber Jack hat den Beweis für das Gegenteil.

Bei einer Testmission ereignen sich unerklärliche Dinge. Bulls Crew geht unter mysteriösen Umständen ein Satellit verloren. Ein Lichtblitz und plötzliche Finsternis begleiten das Scheitern des Raumfluges. Einzig Astronautin Tamara scheint etwas gesehen zu haben. Bei den Untersuchungen auf der Erde stellt sich heraus, dass auch Crewmitglied Dwight eine Art Vision gehabt hat. Bull übernimmt die Verantwortung für den Fehlschlag, aber Spekulationen über einen außerirdischen Einfluss auf den Verlust des Satelliten sorgen für einiges an Aufregung. Bei weiteren Ermittlungen kommen Wissenschaftler zu einer Erklärung der Umstände. Die Sache ist klar, auch wenn die Wahrheit Dwight nicht passt.

Ein Hurrikan nähert sich der Küste vor Florida. Obwohl die nationale Wetterbehörde Entwarnung gibt, trifft das Personal des Kennedy Space Centre Vorbereitungen für den Ernstfall. Bull lässt die Atlantis-Fähre in Sicherheit bringen und sorgt für eine Evakuierung der Mannschaftsunterkünfte. Während der Sicherungsmaßnahmen kommen sich Bull und Andrea Wyler näher. Zu einer Auseinandersetzung kommt es zwischen Jack Riley und Joanna wegen der Vormundschaft für ihren gemeinsamen Sohn Noah. Währenddessen nähert sich der Sturm immer mehr dem Space Centre. Das von Peter sehnlich erwartete Konzert seines Idols Edgar "Free Ride" Winter fällt dem Hurrikan zum Opfer. Um so erstaunter ist er, als er seinen Star in der Moonshot Bar antrifft. Auch D.B., Zeke, Reggie und Barbara sind in der Bar gestrandet, als der Hurrikan mit voller Kraft über sie hereinbricht.

Budgetkürzungen bringen Bull, Jack Riles und Reggie Warren in eine unangenehme Lage. Wenige Tage vor dem Ende der Ausbildung stellt sich heraus, dass einer der angehenden Astronauten keinen Abschluss erhalten wird. Als die Absolventen des harten Trainings davon erfahren, fallen sie aus allen Wolken. Bull, Jack und Reggie müssen den einen Unglücklichen auswählen. Die Stimmung bei Barbara, D.B., Zeke und Peter ist auf dem Nullpunkt. Tatenlos müssen sie mitansehen, wie ihr Team ein Mitglied verlieren wird.

Aus politischen Gründen erhält die NASA aus Washington die Weisung, den arabischen Prinz Alfazz auf die nächste Shuttle-Mission mitzunehmen. Bull und die Shuttle-Crew sind nicht gerade begeistert von diesem Vorhaben, zumal der Prinz nur ungenügendes Wissen über das Programm besitzt. Zudem ist Alfazz auch menschlich ein Problem. Er ist hochmütig und rücksichtslos. Das größte Problem hat Peter mit dem ungebetenen Gast: er fürchtet, dass sein Plan, ein Lehrprogramm aus dem All zu senden, durch die öffentlichkeitswirksamen Presse-Kontakte des Prinzen aus dem Shuttle heraus zunichte gemacht wird. Währenddessen versucht Zeke, sich wieder bei der Army in Dienst stellen zu lassen. Begleitet von den schadenfrohen Attacken seines Bruders Curt stellt er fest, dass die Rückkehr zur Luftwaffe schwerer ist, als er sich vorgestellt hatte.

Streng geheime NASA-Informationen sind nach draußen gesickert. Im Space Centre muss es einen Verräter geben, und Bull ist der Hauptverdächtige. Seine Sicherheitscodes werden sofort gesperrt, als bekannt wird, dass er ein Angebot für einen hochdotierten Job in der Wirtschaft erhalten hat. Bull muss eigene Nachforschungen anstellen, um den wahren Täter zu überführen. Familiäre Probleme hat Zeke. Sein Bruder versucht, Zekes Auszeichnung für dessen heldenhaften Einsatz bei der Atlantis-Mission kommerziell auszuschlachten. Zeke muss sich entscheiden, ob er zu seinem Bruder stehen will oder ob er seinen Namen aus der Affäre heraushalten soll.

Die Beziehung von Bull und Andrea wird auf eine harte Probe gestellt, als Bull zu einer Geschäftsreise nach Washington aufbrechen muss. Andrea erfährt, dass sich auch seine Ex-Frau Ellen in Washington aufhält. Eifersüchtig und verletzt ist Andrea anfällig für die Annäherungsversuche ihres Ex-Manns Jeff Mason. Der nutzt seine persönliche Nähe zu Andrea für seine geschäftlichen Ziele aus. Seine Firma hat Probleme mit der Belieferung der NASA und hat ihn für ein Ablenkungsmanöver geschickt. Währenddessen hat Barbara ein Problem zu lösen, das dem Kennedy Space Centre eine schlechte Publicity bescheren könnte. Eine Zeitkapsel, die nach der ersten Mondlandung neben der Startrampe vergraben wurde, soll mit großem Presseaufgebot und Werberummel zum Jubiläum wieder ausgegraben werden. Doch die Kapsel ist verschwunden...

Tamara hat vier Monate in Kaliningrad trainiert, um einen russischen Kosmonauten ablösen zu können. Doch mitten in der letzten Vorbereitungsphase gibt es Probleme an Bord der Mir. Der Funkkontakt mit der Raumstation fällt aus, und eine Sojus-Kapsel geht verloren. Bull entscheidet sich, die Mission trotzdem durchzuführen und startet mit seinem Team in der Atlantis. Als sich auch beim Andockmanöver noch niemand an Bord der Mir meldet, machen sich die amerikanischen Astronauten große Sorgen - zurecht, wie sich nur zu schnell herausstellt. Beim Umsteigen in die Station macht Bull eine grausige Entdeckung: Kommandant Gorchev schwebt tot in der Luftschleuse. Bull macht sich sofort auf die Suche nach seinem alten Freund Mikoyan, der sich an Bord der Mir befinden müsste. Stattdessen treffen die Astronauten von der Atlantis aber zunächst auf den offenbar geistig verwirrten Yurchenko. Der wahnsinnige Kosmonaut ergreift die Flucht. Mikoyan ist überglücklich, seinen Freund Bull zu sehen, und da die Gefahr besteht, dass Yurchenko die Station destabilisiert, befiehlt Bull den sofortigen Rückflug. Doch dann kommt es zur Katastrophe.

Beim Ablegen von der Mir hat ein Sonnensegel der Station den Hitzeschild der Raumfähre Atlantis beschädigt. Die Rückkehr auf die Erde ist fraglich, denn die Fähre würde den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nicht überstehen. In Houston und Kaliningrad wird fieberhaft an der Lösung des Problems gearbeitet. Eine Rettungsfähre steht erst in sieben Wochen zur Verfügung, doch dank einer genialen Idee von D.B. und dem fast übermenschlichen Einsatz des gesamten Raumfahrttechnik-Teams gelingt es, schon nach vier Wochen mit der Columbia zu starten. An Bord befinden sich Riles, D.B. und auch Zeke Beaumont, der als Astronaut reaktiviert wird. Das unglaubliche Rettungsmanöver gelingt, und die gesamte Besatzung der Atlantis steigt um in die Columbia. Damit ist das Abenteuer aber noch lange nicht überstanden, denn Bulls Versuch, die beschädigte Fähre zurück zur Erde zu bringen, wird zum lebensgefährlichen Unternehmen. Doch er hat einen erfahrenen Piloten zur Seite. Es ist Reggie, der sich dem Befehl zum Umsteigen widersetzt hat.