Johnny Rico est contraint de travailler avec un groupe de nouvelles recrues dans une station de Mars que des insectes géants comptent viser pour leur prochaine attaque.

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Houston, Texas. Quelques minutes avant le départ d'un vol habité à destination de la planète Mars, les trois astronautes présents dans la fusée sont évacués. Ce vol est une question de prestige pour la NASA et un enjeu électoral pour le Président des Etats-Unis, et nul n'a voulu prendre le risque d'un échec. Aussi, les trois astronautes sont-ils emmenés dans un lieu secret, où ils devront simuler devant des caméras de télévision l'exploration de la planète Mars. En cas de refus, leurs familles seront en danger...

Dans les années 2020, quelques 50 ans après le premier pas de l'homme sur la lune, le film s'ouvre sur l'arrivée en orbite du vaisseau spatial Arès 298 jours après son départ de la station spatiale Alpha. La mission Arès est un projet spatial international mené par les agences spatiales des gouvernements américain et européen : NASA, LMA, JPL et ESA.André Vishniac commande un équipage international de 7 astronautes et spationautes. Une tentative d'atterrissage a lieu, mais le petit module martien s'écrase après qu'un bref bug informatique a induit en erreur son altimètre radio. Vishniac est tué instantanément lors de l'impact et les 5 autres membres d'équipage sont bloqués (en anglais, stranded) dans leur module, son flanc reposant sur le sol, sans espoir de pouvoir regagner le vaisseau principal Arès (piloté par l'astronaute Lowell) toujours en orbite martienne.

En ce début de XXIe siècle, la robotique a fait d'importants progrès. La famille Martin peut ainsi faire l'acquisition d'un robot domestique, le NDR-114, conçu pour effectuer toutes les tâches ménagères. Les enfants réagissent chacun différemment à la présence d'un nouveau venu, surnommé Andrew. Grace, l’aînée, le considère comme une boite de conserve et lui ordonne de sauter du premier étage. Après cet incident, Andrew fait preuve de créativité et développe des sentiments. M. Martin décide de le traiter désormais comme un être humain à part entière.

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L'ingénieur Los réceptionne un curieux message qui semble venir de l'espace. Déçu par sa femme Natacha qui se laisse séduire par la bourgeoisie russe, Los s'évade en rêvant de la planète Mars. Il imagine une société totalitaire où il pourrait mener la révolution, et tomber amoureux de la reine Aelita.

Après la disparition des écrans radar de la NASA de l'astromobile Spirit en 2011, c'est au tour d'Opportunity de rompre tout contact avec la Terre en juin 2018. L'heure est venue pour l'agence spatiale américaine de faire ses adieux aux deux explorateurs intrépides de la planète rouge.

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Une fusée décolle avec un équipage audacieux de quatre astronautes, O'Banion, Iris Ryan, Le Professeur Gettell et le Sergent Sammy Jacobs. Ils sont les premiers hommes dans la course scientifique entre les nations à tenter de se poser sur Mars, voyagent à des millions de kms dans l'espace pour une planète encore inconnue. Mais l'équipe de contrôle sur Terre ne reçoit plus aucune réponse à leurs messages...

En ce moment, à 237 millions de kilomètres de nous...Les robots "Spirit" et "Opportunity", étonnantes merveilles de la technologie spatiale, ont rendu possible l'exploration de la planète Mars. Participez à ce voyage totalement inédit !A compléter par l'exposition "Seuls dans l'univers ?" à la Cité des sciences et de l'industrie.

Les astronautes de l'IMS Phoenix rentrent de Mars après deux ans d'exploration. Alors que leurs capacités mentales et physiques se dégradent, ils découvrent qu'il ne leur reste pas suffisamment de vivres pour arriver tous vivant sur Terre.