Con tan solo 11 años, Jim es un niño talentoso apasionado por el espacio y la ciencia. Al llegar a un nuevo pueblo con su padre, Jim tiene que participar en una competición de jóvenes científicos con su nueva compañera de clase, Emma, ​​una chica sensible y discreta. A pesar de su reticencia, Jim la convence de imitar el proyecto «Excelsior» de Kittinger (el primer hombre en alcanzar la frontera del espacio en 1960) y de construir en secreto un globo aerostático real. Esta vocación proviene de su padre, Graham, un astrofísico que debía realizar una misión espacial muy pronto. Desde que falleció la madre de Jim, este proyecto es muy importante para él. Pero cuando descubre que Graham se ha rendido sin decírselo, su mundo se derrumba. La competición se convierte en una obsesión y Jim quiere demostrar, a diferencia de su padre, que no se rendirá. Jim lleva a Emma al límite y la arrastra a una aventura que los acercará aún más.