Earl Jensen, astronaute américain, s'apprête à s'envoler pour une mission dans l'espace en laissant derrière lui sa petite fille Josie. Mais si le lancement est un succès, le docteur Frubar, directeur de la mission, a d'autres projets en tête : faisant croire à un accident, il abandonne Earl dans l'espace et fait accuser la fillette, témoin de son geste.

Vingt ans après, Josie, qui travaille dans un observatoire, découvre un astéroïde sur le point de s'écraser sur la Terre. Mais c'est en fait la capsule de son père. Revenu sur notre planète, il prétend avoir fait la connaissance de curieuses races extraterrestres dont les individus ont la forme de membres humains... Mais raconte-t-il la vérité ?