Первый советский научно-фантастический фильм послевоенного периода, снят за несколько лет до первого полета человека в космос. В 1958 году кадры фильма были использованы в США при создании телевизионного фантастического сериала «The space explorers»: были заимствованы изображения внутренних интерьеров космического корабля, образы героев и их пластика.
Пионер Коля Хомяков волею обстоятельств принимает участие в межпланетном перелёте профессора астрономии Боброва. Задача экспедиции — разыскать пропавшую ракету, которая потерпела аварию при исследовании лунной поверхности.