Sarah est une astronaute française qui s'entraîne avec acharnement au Centre spatial de Cologne, unique femme au milieu des astronautes européens. Elle vit seule avec sa fille de sept ans, Stella, qu'elle couve d'un amour inquiet, se sentant coupable de ne pas pouvoir lui consacrer plus de temps. Quand Sarah est choisie pour partir à bord d'une mission spatiale d'un an, baptisée Proxima, sa vie et celle de Stella sont bouleversées.