Астрофизик-климатолог Кэтрин Восс прошла строгий отбор и утверждена членом экспедиции на Марс. Но долгожданный полет для нее может не состояться, у Кэтрин больна дочь. После довольно длительного периода ремиссии у девочки вновь наступает рецидив, опухоль увеличивается. Дальнейшие прогнозы далеко не безоблачны, и все же семья принимает решение – Кэтрин полетит, с ребенком останется супруг. 
По необъяснимым причинам весь экипаж погибает, остается в живых лишь бортинженер Восс. Путем титанических усилий и благодаря непоколебимой вере в благополучный исход, женщине удается вернуться на Землю. Представители Госдепартамента требуют от руководителей полета скрыть информацию о том, что один из членов команды выжил. Героиню фильма охраняют представители Национальной разведки, организации, обеспечивающей безопасность Президента и расследующей происшествия вроде тех, в которое попала марсианская экспедиция. Охранник Вайет Роджерс шокирует ее заявлением – они не поймут, почему астронавт до сих пор жива?
У Кэтрин амнезия, она не помнит, что произошло. Наблюдавшие за ней специалисты обнаруживают у женщины суперспособности, вместо того, чтобы обнять своего ребенка, она становится объектом исследований.