A órfã Nia sonha em escapar de sua vida monótona e explorar as estrelas. Quando a famosa nave de exploração Hyperion chega à sua estação espacial, liderada pelo renomado Dr. O'Malley, Nia sabe que essa é sua chance. Sem deixar a falta de credenciais detê-la, ela elabora um plano ousado para embarcar secretamente na Hyperion e se juntar à tripulação em sua próxima missão.

Arriscando tudo, Nia consegue se esconder na nave pouco antes da decolagem. Escondida no laboratório de jardinagem, ela aprende com a tripulação enquanto conta com a ajuda do gato da nave, Moxie, para não ser descoberta. Mas quando um buraco negro ameaça a missão, Nia percebe que não pode mais se esconder. Saindo das sombras, ela oferece seus conhecimentos para salvar a nave, mesmo revelando que era uma clandestina. Para sua surpresa, suas habilidades impressionam tanto que ela é autorizada a ficar.

Com novas crises surgindo, Nia prova seu valor repetidas vezes, resolvendo problemas que ninguém mais consegue. Com coragem, criatividade e perseverança, ela conquista o respeito da tripulação e um lugar entre eles. Sob a orientação brilhante do Dr. O'Malley, Nia floresce, tornando-se uma cadete de destaque ao lado da engenheira Myr. Mas quando o Capitão Sarkov faz uma proposta inesperada de adotá-la, Nia encara sua maior decisão: aceitar uma nova família entre as estrelas?