Действие романа происходит в XXXII веке. На Земле претворены в жизнь идеалы коммунизма, в результате чего освободившееся от предрассудков общество идёт по пути научно-технического и культурного прогресса. Изменению подвергся даже климат Земли: главный герой родился в Гренландии, «недалеко от Полярного круга, в той части острова, где тропический климат сменяется умеренным, а пальмовые рощи уступают место высокоствольным лиственным лесам».
Однако освоение космоса пока что ограничено лишь Солнечной системой, поскольку учёным не удаётся преодолеть связанные с достижением необходимой для достаточно кратких межзвёздных перелётов скорости. Но, с появлением новых технологий, полёт и возвращение в течение одной человеческой жизни становятся возможным, и начинается подготовка к первой экспедиции — на Альфу Центавра. Главный герой мечтает об участии в полётах с детства. Благодаря своей целеустремлённости главный герой изучает кибернетику, звездоплавание, получает диплом по медицине, а также побеждает в Олимпийских играх. В результате он попадает в состав экипажа космического корабля «Гея» из 227 человек. В 3114 году состоялся запуск «Геи» к Альфе Центавра. На борту корабля возникают различные трудности: от появления случайно попавшего на борт человека до всеобщей депрессии экипажа. Специалисты ищут различные пути выхода из трудных ситуаций, стараясь сделать жизнь людей более разнообразной. У Проксимы Центавра «Гея» случайно обнаруживает боевую космическую станцию из далёкого прошлого. Она находилась на орбите Земли во время противостояния двух политических блоков на Земле (в них угадываются Организация Варшавского договора и НАТО) и несла ядерное оружие, но случайно сошла с орбиты и почти за тысячу лет достигла Проксимы Центавра. Экипаж «Геи» взрывает боевую станцию, чтобы уничтожить запасы ядерного и бактериологического оружия, обнаруженные на ней.
«Гея» сталкивается с сигналом, исходящим от одной из планет Альфы Центавра. «Гея» следует к планете, от которой исходит сигнал, и пытается установить связь с цивилизацией планеты. Все сигналы остаются без ответа, а при попытке высадки на планету десантные ракеты неожиданно подвергаются атаке, в результате которой погибает 10 астронавтов. Тем не менее, экипаж «Геи» не спешит наносить ответный удар, и звездолёт отдаляется от планеты. На экстренном совещании экипажа выдвигается предположение, что обитатели планеты ошибочно приняли мирную высадку за агрессию, и попытки установить контакт надо продолжать. Главный герой с напарником отправляется на один из близлежащих астероидов для постройки промежуточной космической базы. В результате метеоритного дождя они теряют связь с «Геей», и при попытке её наладить напарник получает смертельную дозу радиации. Не имея связи, главный герой лжёт умирающему, что контакт налажен и обнаружена высокоразвитая дружественная цивилизация. Роман заканчивается починкой связи и сообщением «Геи» об установлении контакта с цивилизацией Альфы Центавра. Главный герой спешит сообщить, что он не лгал, но напарник уже умер.