화성 탐사선 패스파인더의 성공에 힘입은 나사(NASA)는 화성으로 유인탐사선을 보내려 한다. 문제는 바로 우주비행사. 사고로 인해 우주비행사 선발에 문제가 생겼던 것. 우주선의 항법 컴퓨터를 다룰 줄 아는 단 두 사람. 고든 피콕(Gordon A. Peacock: 블레이크 보이드 분)과 프레드 랜돌(Fred Z. Randall: 하랜드 윌리암스 분). 그러나 적임자로 여겨지는 두사람은 우주비행사가 될 수 없는 치명적인 문제아(?). 고든은 심한 멀미로 한번도 비행 임무에 참가한 적인 없으며 프레드는 우주선 운항장치를 설계할 정도로 명석하지만 도무지 어디로 튈 지 모르는 좌충우돌맨. 별다른 대안이 없는 나사의 비행책임자 폴 윅(Paul Wick: 제프리 디문 분)은 두 사람을 포함한 우주 비행사 명단을 발표한다. 그때부터 고든과 프레드는 파일럿이 되기 위한 여러가지 테스트를 받게 된다. 마치 놀이공원에 온 듯 강도높은 실험을 웃음과 함께 재치로 통과한 프레드. 빨래방에서나 볼 수 있는 세탁기 속에 들어가 엄마와 함께 우주선 놀이를 하던 소년이었던 프레드는 우주선 발사 7일전 여전히 멀미를 해대는 고든을 재치고 우주 비행사로 선발된다. 선장 와일드 빌 오버벡(Captain Overbeck: 윌리암 샌들러 분) 차가운 미녀 줄리 포드(Julie Ford: 제시카 런디 분) 우주 침팬지 율리시스와 함께 우주 탐사가 시작된다. 모두 프레드를 못미더워하지만 베테랑 우주비행사 버드만은 예외. 우주선이 발사되고. 프레드가 첫 식사 당번을 맡은 날. 침팬지의 장난으로 치질 연고와 치약을 먹게 된 선장과 줄리는 험난한 앞날을 예상한다. 다행히 우주선이 무사히 궤도에 오르자 대원들은 8개읠간의 긴 잠을 청한다. 하지만 프레드는 침팬지가 먼저 자리를 차지하는 바람에 우주선 유리창을 닦고. 정글 놀이를 하고 천정에 그림을 그리며 8 개월 동안 혼자 깨어있게 된다. 드디어 화성 착륙. 실수로 그곳에 꽂아둘 성조기를 날려버린 프레드는 성조기가 그려진 팬티를 벗어 개양하고 탐사를 시작한다. 임무를 마치고 돌아오기 전. 갑자기 불어닥친 회오리 속에 오버벡과 율리시스가 갇히는 사고가 발생한다. 장난꾸러기 프레드는 위험을 불사하고 이들을 구출해 낸다. 비행 도중 프레드의 순수함을 사랑하게 된 줄리. 반짝 종이로 만든 금빛 드레스와 은빛 싱글을 걸친 줄리와 프레드는 무중력 상태에서 우주 유영을 하며 서로의 사랑을 확인한다.
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