Den flyvende hund Belka forsvinder pludselig fra cirkus, da hendes raket kommer på afveje midt under en forestilling. På Moskvas gader kommer hun til at kende den smarte Strelka og rotten Lyonya, men den nye trio opdager snart at de bliver skygget af en mystisk sort bil. De bliver taget til fange, og da de vågner op er de aktører i det russiske rumprogram!