生活在21世纪80年代的阿丽萨和两个男同学--巴史卡、阿尔卡沙，要代表莫斯科少年参加“地球-月球-地球”航天赛。他们在撒哈拉沙漠专门停放各种废旧宇宙飞船的“垃圾场”里发现了一艘小巧的飞船，虽然它船体受伤过重，可它却能说话会思考。原来，这是一艘“聪明飞船”，是由遥远的外星球上一对科学家父女设计并制造的，它不仅会思考，有感情，能说话，而且是主人最忠实的助手与朋友。老科学家死后，聪明飞船和他的女儿伊莉娅情同手足，相依为命，一起在宇宙中进行科学探索。他们在“54行星”上救了一个因遭偷袭而身受重伤的地球小伙子塔杰乌史，伊莉娅决定陪同塔杰乌史返回地球治疗。聪明飞船思念主人心切，独自起飞前往地球追寻主人，不料在太空中被袭击负伤……得知伊莉娅无意再继续科学探索，聪明飞船痛不欲生，拿定主意要撞崖自杀……阿丽萨和伙伴们鼓励聪明飞船振作起来，和他们“四位一体”，参加航天赛。在修复飞船的过程中，孩子们和聪明飞船终于弄清了真相：原来，先后袭击塔杰乌史和聪明飞船的，是一伙宇宙强盗，他们正在寻找藏有珍宝和特种燃料的宇宙漫游者的基地……