Die erste bemannte Mission zum Mars bereitet sich auf den Start vor. Ihre Kommandantin, Emma Green, sieht sich Spannungen innerhalb ihrer Besatzung ausgesetzt, als in ihrem Schiff Atlas ein Feuer ausbricht und sie dafür verantwortlich gemacht wird. Emmas Ehemann Matt, der für die Mission Control der NASA arbeitet, erleidet einen Schlaganfall und wird operiert. Emma erwägt, sich von der Mission entfernen zu lassen, wird aber von Matt ermutigt, zu bleiben. Die Atlas startet erfolgreich von der Staging-Basis auf dem Mond zum Mars.
Emma Green ist Astronautin und wird als Kommandantin für die Atlas-1-Mission, eine Mission zum Mars ausgewählt. Aufgrund der Entfernungen im All ist die Mission auf etwa drei Jahre geplant. In dieser Zeit ist Green von ihrem Ehemann und ihrer Tochter getrennt, die auf der Erde zurückbleiben. Begleitet wird sie von Experten und Astronauten aus Großbritannien, Indien, Russland und China, die ebenfalls Familie und Freunde auf der Erde zurücklassen.
Greens Ehemann leidet an einer erblich bedingten Gefäßerkrankung (CCM); in der Nacht vor dem Start erleidet er einen Schlaganfall. Die Ärzte prognostizieren, dass er vermutlich nie mehr laufen kann. Damit wird die Familie mit einer Situation konfrontiert, in der Familien üblicherweise näher zusammenrücken. Die Sorge um ihre Familie belastet Green und ihre Arbeit als Kommandantin wird dadurch beeinträchtigt, sodass ihr droht, das Vertrauen ihrer Crew zu verlieren. Auch die Mitglieder der Crew kämpfen mit den Folgen ihrer Entscheidung, sich auf eine dreijährige Mission zu begeben.
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