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NASA가 컬럼비아 우주왕복선의 28번째 임무를 준비함에 따라, 우주비행사들과 그들의 가족들 사이에서는 기대감과 두려움이 교차합니다. 그러나 예정된 발사를 한 달 앞두고 연료 공급관에서 균열이 발견되면서, NASA는 전체 우주왕복선 기단의 운항을 전면 중단하게 됩니다.

NASA 엔지니어들이 발사 과정에서 떨어져 나온 파편이 우주왕복선과 충돌하는 모습을 포착합니다. 우주에 머물고 있던 승무원들은 이러한 우려 사항을 전혀 알지 못한 채 임무를 계속 수행해 나가지만, 지구 재진입을 향한 시간은 무정하게 흘러만 갑니다.

착륙을 불과 16분 남겨둔 시점, 임무 통제 센터는 승무원들과의 교신이 단절됩니다. 일부 NASA 엔지니어들이 품었던 불길한 우려가 결국 잔혹한 현실로 다가옵니다. 참사 직후, NASA는 사건의 진상을 밝히고 해답을 제시해야 한다는 전방위적인 압박에 직면합니다.