Первый советский пилотируемый космический корабль был отправлен на Луну, но в какой-то момент связь с ним была нарушена. Мальчик по имени Коля Хомяков, который был знаком с одним из астронавтов, пытается узнать, что же произошло, и отправляется в обсерваторию. Там профессор ему рассказывает о неудачной посадке ракеты Р-1 и о том, что к отлету готовится спасательная экспедиция. Коля с друзьями решает тайком отправить на Луну собаку одного из астронавтов, но случайно сам оказывается на борту космического корабля.