Moscou, agosto de 1960. Muitos cães vadios desaparecem misteriosamente, capturados por um carro preto que perambula pela noite nas ruas da cidade, e ninguém sabe para onde são levados. Belka é Fortuin, por causa do seu número do foguete espacial, são as estrelas do Circo de Moscou e muito amados pelo público. Para muitos filhotes como Strelka, a situação é dramática. Um dia, porém, os dois são seqüestrados pelo carro misterioso e levados para o centro espacial, onde, sob a orientação do instrutor Kazbek, e a ajuda do ratinho Venya, serão treinados para a conquista do espaço.