Commander Kate Bowman (Carrie-Anne Moss) verantwortet als Pilotin die alles entscheidende Mission des 21. Jahrhunderts: Es geht um die Rettung der Menschheit. Im Jahr 2050 ist der Untergang der Erde nicht mehr aufzuhalten - die einzige Überlebenschance besteht in einer Kolonie auf dem Mars. Bowman und ihre Crew machen sich auf den Weg, um das havarierte Mars Terraforming Project, das die Bewohnbarkeit des Roten Planeten gewährleisten soll, zu reparieren. Als sie ihr Ziel erreichen, geraten sie in eine schier ausweglose Situation, die niemand vorhersehen konnte: Bei der Landung gehen entscheidende Teile des Shuttles zu Bruch - die Astronauten haben weder Funkkontakt noch die Möglichkeit, den Planeten wieder zu verlassen. Außerdem ist der militärische Forschungsroboter in seinen Funktionen derart gestört, dass er sich gnadenlos gegen seine eigene Crew wendet. Trotz eindeutiger Befehle aus Houston, weigert sich Bowman in der Umlaufbahn, ihre Crew auf der Marsoberfläche im Stich zu lassen, nicht zuletzt, weil ihre Beziehung zu Gallagher (Val Kilmer) weit über die Kameradschaft hinausgeht. Während sich die Astronauten verzweifelt bemühen, einen Fluchtweg zu finden, erwartet sie eine erstaunliche und zugleich schreckliche Überraschung: Der Mars ist eine Wüste - aber nicht unbewohnt...

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