Astronaut und Raumfahrt-Ingenieur Major Roy McBride (Brad Pitt) ist ein Einzelgänger, bei der Arbeit immer hochkonzentriert und gelassen, doch im Privaten kaum zu einer echten Bindung fertig. Vor 30 Jahren brach sein Vater Clifford McBride (Tommy Lee Jones) zu einer Mission ins All auf, um nach außerirdischem Leben zu forschen – doch nach einigen Jahren brach der Kontakt ab, niemand kann mit Gewissheit sagen, was aus Clifford und seiner Crew wurde, die zuletzt Neptun umkreisten. Als die Erde von gefährlichen elektromagnetischen Stürmen aus dem All heimgesucht wird, wendet sich die zuständige Weltraum-Behörde an Roy und eröffnet ihm, dass ein Zusammenhang zwischen diesen Stürmen und der eigentlich verloren geglaubten Forschungsstation seines Vaters vermutet wird. Roy soll eine Botschaft ins All senden, in der Hoffnung, dass sein Vater auf diese reagiert, sollte er noch leben. Dafür muss Roy aber erst einmal selbst in den Weltraum aufbrechen, denn die Nachricht kann nicht von der Erde aus gesendet werden…
Originaltitel: Ad Astra
