모스크바의 뒷골목을 떠돌던 개, 벨카와 스트렐카. 러시아 우주 기지 과학자에게 발탁되어 우주여행을 위한 훈련을 합니다. 실전과 같은 훈련을 거듭하고 드디어 우주선에 탑승하게 되지요. 발사대에서 쏘아 올린 우주선은 마침내 우주에 성공적으로 가닿습니다. 그런데, 우주선에 타고 있던 벨카와 스트렐카가 움직이지 않습니다. 이들의 우주여행을 지켜보고 있던 우주기지 사람들 모두 숨을 죽이는데, 벨카와 스트렐카는 어떻게 될까요? 작고 용감한 두 마리 개가 우주 비행견이 되기까지의 놀라운 여정이 펼쳐집니다.