1

Омон Кривомазов рассказывает о своём детстве. Его отец, милиционер, мечтает, чтобы сын пошёл по его стопам, но сам не добивается ничего, кроме бедной пенсии и пьянства. Мать умирает рано, и Омона воспитывает равнодушная тётка. С ранних лет его притягивает небо: он играет в деревянном самолёте на детской площадке, смотрит фильмы о лётчиках и учится представлять себя в кабине самолёта. Однажды зимой, гуляя по ВДНХ, он видит мозаику с космонавтом в открытом космосе — этот образ потрясает его и определяет его судьбу: он решает стремиться в космос, к невесомости, отвернувшись от земных проблем. В тот же вечер он встречает мальчика Митька, который уверен, что станет лётчиком и полетит на Луну.

2

Рассказчик вспоминает жаркое лето после седьмого класса: долгие велосипедные прогулки, дурацкую песню про «Фантом» и поездку в пионерлагерь «Ракета» вместе с другом Митьком. В столовой они видят картонные космические корабли, и Митёк заводит разговор о том, что звездолёты существуют только в сознании советских людей. Позже рассказчик гуляет по кипарисовой аллее, где видит щиты с изображениями пионеров и Ленина, а затем Митёк приносит пластилинового человечка, которого он достал из разобранной ракеты: внутри не было двери, только нарисованный люк.

На следующий день вожатые наказывают их за порчу имущества: заставляют по очереди ползти по коридору в противогазе. Митёк ползёт первым и натирает ноги, затем рассказчик. Сначала он воспринимает это как шутку, но вскоре боль и усталость становятся невыносимыми, он плачет под маской, но продолжает ползти. Когда звучит сигнал подъёма, он останавливается в трёх метрах от конца коридора и видит жёлтый лунный глобус на полке.

3

Рассказчик вспоминает, как впервые в жизни выпил вина в четырнадцать лет. Митёк привёл его в гараж, где сторожем работал его брат. Они лазили по бетонным плитам, а затем зашли в будку, где пили чай. Митёк налил рассказчику портвейн в грязный стакан, и тот выпил, почти ничего не почувствовав. Внутри будки ему стало противно от запаха помойки и грязи, он сравнил всю страну с такими же вонючими каморками. Однако, увидев в журнале изображение американского самолёта и заметив колонку «Вести с орбиты», он осознал, что, несмотря на убожество жизни, люди создали космические аппараты, летящие в чистой синеве. Рассказчик выбежал во двор и, глотая слёзы, долго смотрел на луну.

4

Рассказчик и его друг Митёк ещё до окончания школы решают поступать в лётное училище, вдохновившись журнальной статьёй о Лунном городке при Зарайском училище. Родители Митька одобряют выбор сына, а отец рассказчика, спившийся и лежащий на диване, вообще не замечает происходящего. Приехав в Зарайск, герои добираются до училища, расположенного в лесу, и поселяются в палатках на время экзаменов. Сами экзамены оказываются несложными, но собеседование пугает абитуриентов: рассказчик, не зная, как отвечать, рассказывает комиссии о пластилиновом человечке и картонной ракете, чем вызывает живой интерес старого офицера со шрамом, который в итоге зачисляет обоих друзей.

После зачисления новобранцев знакомят с преподавательским составом. Подполковник объявляет, что страна живёт в предвоенное время, и говорит о большой ответственности, лежащей на будущих лётчиках. Замполит напоминает о подвиге лётчика, в честь которого названо училище, и обещает сделать из курсантов настоящих людей. Затем героев переводят в казарму и кормят невкусным обедом, после которого рассказчик, измученный событиями дня, сразу засыпает.

5

Герой просыпается в лазарете, пристёгнутым к койке ремнями, с замотанным ртом. Рядом стонет знакомый паренёк Слава, у которого, судя по всему, ампутированы ступни; собственных ног рассказчик тоже не чувствует. Курсанты старших курсов вывозят койки на перевязку, а героя и Митька доставляют в кабинет к тому самому старичку со шрамом, что вёл с ним собеседование. Теперь старичок в генеральском мундире объявляет, что обоих зачислили на первый курс секретной космической школы при первом отделе КГБ, и отправляет их в Москву.

После этого герой с Митьком отсыпаются — их, видимо, накормили снотворным. Вечером их вывозят на плац, где проходит выпускной вечер, совмещённый с госэкзаменом: лейтенанты по очереди танцуют «Калинку» перед приёмной комиссией. Герой разглядывает поле за плацем и представляет, что ветхий забор с колючкой — это Великая Китайская стена. На следующий день их с Митьком увозят на грузовике в Москву, где герой успевает мельком увидеть арки «Детского мира».

6

Омон вспоминает детскую мечту увидеть свою фотографию в газете как космонавта, но со временем понимает, что людям нет дела до него самого. После прибытия его и Митька одевают в форму и ведут к начальнику полёта. В кабинете Омон видит генералов и двух полковников, включая слепого Урчагина. Начальник объясняет, что советская программа использует автоматику, и показывает игрушечный луноход, который должен проехать по трещине на Луне. Омон спрашивает, зачем он нужен, если аппарат автоматический. Тогда Урчагин уводит его в коридор и туманно говорит, что Омону предстоит совершить подвиг ценой жизни, как уже сделали более ста таких же ребят. Он обещает показать в комнате 329, что такое настоящая космическая автоматика.

7

Полковник Урчагин допрашивает Омона, пристёгнутого к стулу, и насмехается над его нежеланием совершать подвиг. Он объясняет, что подвиг совершает именно неготовый человек, и бьёт его по губам. Затем появляется лейтенант Ландратов, который рассказывает Омону о судьбе курсантов: большинство спивается или кончает с собой, а настоящих полётов им не видать. Он советует Омону согласиться на лунную программу и не упоминать о смерти. После беседы Омон выходит во двор, где сидит Митёк. Митёк сомневается в правдивости рассказов, особенно насчёт атомного оружия. Урчагин проезжает мимо них на кресле, улыбаясь, но не останавливается.

8

Рассказчик и Митьок переезжают в подземный бокс рядом с макетом ракеты в натуральную величину. Они ждут пополнения экипажа. Постепенно прибывают остальные: Сема Аникин, первая ступень, Иван Гречка, вторая, Отто Плуцис, третья, и замкнутый Дима Матюшевич, отвечающий за лунный модуль. Все тренируются выполнять операции по отделению ступеней. Лекции читают начальник полета Пидоренко и полковник Урчагин, который рассказывает анекдоты. Вводится дисциплина «Сильные духом», где герои делятся историями. Особенно запоминается майор Попадья, который в прошлом изображал медведя для охоты высокопоставленных лиц. Во время охоты с Киссинджером его сын Марат погибает от ножа американца. Рассказчик задумывается о природе подвига, а Урчагин предостерегает его от субъективного идеализма.

9

В мае под Москвой рассказчик вместе с Митьком начинает тренировки на луноходе. Он описывает аппарат: тяжёлую машину на восьми колёсах, похожую на бак для белья, с велосипедной рамой внутри, компасом, передатчиком и радио, транслирующим «Маяк». Внутри тесно и неудобно, но со временем рассказчик привыкает и учится ездить кругами по двору, иногда случайно давя кур из-за искажающей оптики. Он сравнивает своё состояние с настроением японского лётчика-смертника из прочитанной книги.

Рассказчик вспоминает детство, когда он спрашивал себя, кто он такой и что значит видеть. Старуха-соседка говорит ему, что внутри человека живёт душа — часть Бога. Он выбирает себе бога Ра, древнеегипетского солнечного бога с соколиной головой, и с тех пор внутренне называет себя Ра. В финале он размышляет, догадается ли кто-нибудь, что внутри лунохода сидит человек, и что этим человеком был он, Омон Ра.

10

В этой главе рассказчик, курсант Омон Кривомазов, описывает факультативный курс «Общей теории Луны», который ведёт доктор Кондратьев. Лекции представляют собой абсурдную смесь цитат из Ленина и псевдомарксистских теорий о пяти лунах, падение которых будто бы определяет ход истории. Затем Омона и его товарища Митька вызывают на так называемое реинкарнационное обследование. Омон попадает к полковнику в чёрной рясе, который даёт ему выпить горькое зелье и оставляет одного с песочными часами; после этого Омон теряет сознание и приходит в себя в своей койке, ничего не помня.

Наутро начальник полёта поручает Омону расшифровать запись обследования Митька. Из магнитофонной плёнки выясняется, что Митька никто ни о чём не спрашивал — он сам рассказывал о своих прошлых жизнях: шумерском мальчике, римском поэте, немецком лётчике и, наконец, о собственном детстве с мечтой о Луне. Вопросы полковника на плёнке звучат лишь как свист. Омон приходит в ужас от этого открытия.

11

После гибели Митьки никто о нём не заговаривает, и отряд готовится к полёту. Омона неожиданно вызывают к начальнику полёта, и он становится свидетелем допроса избитого японского лётчика, которого Ландратов бьёт сапогом. В комнате также находится старая лайка в генеральском мундире — первый советский космонавт. Начальник сообщает Омону, что через два дня они летят на Байконур, и его позывной будет «Ра», хотя Омон не помнит, чтобы просил об этом.

Перед отлётом экипаж проходит через потайной ход из Мавзолея на Красную площадь. Там Урчагин просит Омона остаться и шепчет ему что-то на ухо в течение двух минут, после чего отпускает. Омон уходит, оставляя полковника одного под дождём. За обедом он чувствует тошноту и не может есть.

12

Герой просыпается от телефонного звонка в луноходе, готовом к старту. Его грубо будит начальник ЦУПа, идёт предстартовый отсчёт. Во время полёта он разговаривает с Семой, который отвечает за первую ступень; тот просит вспомнить о нём и поёт песню, но после отделения ступени связь обрывается. Затем герой говорит с Ваней, который вспоминает детские забавы с голубями и взрывами гильз, после чего тоже погибает при отделении второй ступени. Герой теряет сознание от нехватки кислорода, видит сон о медведе, говорящем о том, что мир — чья-то мысль. Проснувшись, он видит Землю, разговаривает с начальником полёта, узнаёт, что проспал разгон. Затем он размышляет о бессмысленности звёзд и одиночестве, сравнивая полёт с пожизненным заключением, и снова засыпает.

13

Во время трёхсуточного перелёта к Луне рассказчик наблюдает за восходами и закатами Солнца, любуясь их красотой. От ракеты остаётся лишь лунный модуль, в котором пилот Дима Матюшевич занят коррекцией траектории. Рассказчик пытается поговорить с ним и узнаёт, что Дима служил в ракетных войсках стратегического назначения, где дежурил сутками в ракете и участвовал в учебных пусках, определяемых жребием. Затем разговор переходит на музыку: Дима оказывается страстным поклонником «Пинк Флойд», они обсуждают альбомы группы, и Дима признаётся, что безуспешно ищет саундтрек к фильму «Забрийски поинт». Их беседу прерывает Халмурадов, требующий начать посадку. Включается тормозной двигатель, и рассказчик понимает, что Дима погиб при посадке, не попрощавшись. Луноход прилуняется ночью, рассказчик съезжает по направляющим на поверхность Луны, чинит слетевшую цепь велосипеда, и начальник полёта поздравляет его с мягкой посадкой станции «Луна-17Б».

14

Рассказчик находится на Луне, но его реальность оказывается совсем не такой, как в детских мечтах: вместо величественных пейзажей его окружает тесная, душная тьма лунохода, который он приводит в движение педалями, как велосипед. Он вспоминает, как в детстве представлял себе полёт на Луну, катаясь на велосипеде по подмосковному шоссе. Связь с Землёй поддерживается по телефону; начальник полёта сообщает, что он приближается к посадочному модулю экспедиции, двое космонавтов которой после доставки грунта застрелились. Рассказчик находит их тела — руку с совком и руку с пистолетом, но не может сдать назад, чтобы рассмотреть погоны. Дальше он продолжает путь, экономя энергию и погружаясь в галлюцинации, в которых снова мчится на велосипеде по шоссе. Товарищ Кондратьев читает ему стихи о юности и Луне, которые глубоко его трогают, но обрывает их на полуслове. Радиопередача с советскими песнями вызывает у него дрожь. В финале он приходит к мысли, что, возможно, уже в детстве, катаясь на велосипеде, он на самом деле уже катил по мёртвой лунной поверхности.

15

Герой просыпается в луноходе на Луне после странного сна о пионерлагере. Полковник Халмурадов звонит и даёт инструкции перед выходом в открытый космос для установки вымпела-радиобуя. Герой выполняет выход, устанавливает радиомаяк, но пистолет, которым он собирается застрелиться, даёт осечку. Внезапно он обнаруживает, что находится не на Луне, а в заброшенном тоннеле метро. На него нападает Ландратов на дрезине; герой убивает его, ударив радиобуем по голове, и замечает, что у Ландратова протезы ног. Продолжая путь, герой попадает в телестудию, где снимают фальшивую передачу о выходе космонавтов в открытый космос — декорации изображают станцию «Салют». После того как его замечают «космонавты» и нападают, герой спасается через вентиляционную шахту и оказывается на станции метро «Библиотека имени Ленина» в Москве. Он садится в поезд, понимая, что вся лунная миссия была инсценировкой, и решает, что его полёт продолжается.