Efter mange års hårdt arbejde lykkes det astronauten Lucy Cola (Natalie Portman) at komme på rumrejse, men den store oplevelse, der rører hende dybt, gør det svært for hende at vænne sig til en almindelig hverdag på Jorden efterfølgende. Hun får problemer med sin virkelighedsopfattelse og indleder en hemmelig affære med Mark Goodwin (Jon Hamm), der ender med at få alvorlige følger. Filmen er baseret på virkelige begivenheder.