Ce film raconte les 15 années d’odyssée spatiale de l’une des missions d’exploration planétaire les plus étonnantes qui fût jamais entreprise : celle de la sonde Galiléo. Cette aventure prit fin le 21 septembre 2003 quand le vaisseau spatial « se suicida » en plongeant dans l’atmosphère de Jupiter. Ce film est en vérité une histoire d’amour : la curieuse et intense relation entre un groupe de scientifiques et leur création, sur fond d’étoiles, dans l’immensité de l’espace....

Cleo aime sa vie de jeune pasteur dans la banlieue de Denver, mais son véritable soutien à une adolescente a mis son travail en danger. Lorsque le conseil des anciens de l'église prend conscience de la situation, il lui est demandé de prendre deux semaines de congé pour examiner ses actions et l'impact sur son rôle dans le ministère. Désemparée par l'arrivée de cette nouvelle par e-mail, Cleo attrape un sac à dos et un vélo pour prendre la route et découvrir ce qui est vraiment vrai. Son voyage prend un tournant vers Edmond, Oklahoma, lorsqu'il fait du stop d'un mystérieux voyageur nommé Larry et de son père décédé. Le scepticisme intense de Larry ainsi qu'une série de signes particuliers amènent Cleo à remettre en question plus que sa relation avec l'adolescent... il remet en question l'existence même de l'amour....