El Jim, un nen superdotat d’onze anys apassionat per l’espai i la ciència, arriba amb el seu pare a una nova ciutat. El Jim vol participar en un concurs de joves científics amb la seva nova companya, l’ Emma, una noia sensible i discreta. Tot i les reticències de l’Emma, ell la convenç perquè imiti el projecte “Excelsior” de Kittinger (el primer home a assolir la frontera de l’espai el 1960) i construeixi en secret un globus aerostàtic de debò. La idea d’aquest projecte se li acut pel seu pare, el Graham, un astrofísic que havia de fer ben aviat una missió espacial. Des que va morir la mare del Jim, aquest projecte és molt important per ell, però quan descobreix que el Graham ha renunciat a la missió, el seu món s’ensorra. La competició es converteix en una obsessió i el Jim vol demostrar que, a diferència del pare, no es donarà per vençut, per la qual cosa empeny l’Emma fins als seus límits i l’arrossega a una emocionant aventura.