Повесть составлена из нескольких новелл, нанизанных на стержневой сюжет — путешествие юного вакуум-сварщика Юры Бородина на «Тахмасибе» от Земли до Сатурна в обществе экипажа корабля и инспектора Юрковского.

Знаменитый капитан космического корабля «Тахмасиб» Быков и планетолог Юрковский уходят в рейс с целью инспектирования космических объектов. Сестра Юрковского как всегда наблюдает за ними из бара: брат летит с Быковым, поэтому она спокойна.

В международном перевалочном пункте молодой вакуум-сварщик Юра Бородин ищет возможность попасть на спутник Сатурна. Он отстал от своей группы. В кафе он знакомится с человеком, который ведёт идеологическую дискуссию с барменом, осуждая ценности капитализма и отстаивая правоту коммунизма. Человек советует Юре вечером зайти в номер 306 в гостинице. Возможно, ему помогут добраться до спутника.

В номере Юра видит Быкова и Юрковского. Выслушав Юру, суровый Быков записывает его на корабль стажёром. Бортинженер Жилин, которым оказался человек из кафе, объяснит юноше его обязанности.

Марс. В обсерватории молодые астрономы обсуждают сложившуюся ситуацию: огромные летающие пиявки стали нападать на людей даже днём, подстрелить их очень сложно.

На следующий день проводится совещание: обсуждают план облавы на пиявок. Предполагается, что их укрытие находится возле Старой Базы.

На руинах Базы собираются люди. Один следопыт показывает в цементной трещине стебель колючки с цветком. Он цветёт редко, раз в 5 марсианских лет. После каждого цветения остаётся колечко. Ободков восемь, значит, растению 85 земных лет. «Это здание строили не люди. Это не цемент... И пиявки не зря нападают на двуногих прямостоящих». Это означает, что База была построена не людьми: исследования на Марсе проводятся лишь тридцать лет.

Приходит радиограмма о прибытии на Марс генерального инспектора Международного управления космических сообщений (МУКСа) Юрковского.

Юре нравятся Юрковский, штурман Крутиков, которому поручили писать мемуары. Быкова Юра считает скучным человеком (именно скучных он не любит больше всего!): все работают, а он только журналы и газеты читает. Но Жилин объясняет: капитан несёт ответственность за организацию рейса, до полёта у него нет свободной минуты. Во время рейса он нужен тогда, когда случается катастрофа.

После облавы, на которой удалось убить немало пиявок, ночью в обсерваторию приходит следопыт и сообщает астрономам, что все работы будут прекращены на два месяца. Следопыт носит часы на обеих руках: пиявки нападали только справа, слева пиявка только раз набросилась на левшу, носящего часы на правой руке. На самого следопыта не нападали ни разу. Возможно, пиявки боятся тиканья. Так он проверял свою гипотезу.

Юрковский считает, что они обязаны влиять на Юру, учить его. На станции по исследованию гравитации Юра знакомится с молодыми ребятами, которые полностью поглощены интересной работой, несмотря на множество проблем.

Также «Тахмасиб» посещает космическую шахту, где добывают драгоценные камни. Управляющий нарушает международные правовые нормы: разрешает работать сверхурочно (хотя это чревато лучевым параличом), покрывает тех, кто незаконно имеет оружие. Следящие за порядком на шахте ничего не могут с этим поделать. На шахте появляется Юрковский и снимает управляющего с должности. Рабочим он советует выбрать более безопасную и интересную работу.

Вернувшись на «Тахмасиб», Юрковский пытается уговорить Быкова отпустить его к Сатурну — для исследования колец, которые до сих пор представляют для науки загадку. Быков считает это опасным, да и вероятность открыть что-то очень мала. Чтобы поддержать планетолога, Жилин рассказывает необычную историю.

Подростком он встретил странного человека, называющего себя гигантской флюктуацией. С ними постоянно происходили вещи, вероятность которых была ничтожно мала. Он видел полярные сияния в Алма-Ате, Брокенское видение на Кавказе и двадцать раз зелёный луч, или «луч голода». В его присутствии кипела вода в сосуде с цветами, а в комнате выпал иней. В его палатку неоднократно залетали шаровые молнии. Как-то он стал источником сильного магнитного поля: на него сыпались металлические предметы. На него даже падал метеорит. А в день разговора с Жилиным девушка, с которой «флюктуация» гулял, неожиданно улетела. Испугавшись, что и собеседнику он принесёт неприятности, странный человек ушёл.

Быков советует Жилину вставить этот рассказ в свои мемуары, раз лавры Крутикова не дают ему покоя.

Вечером Жилин наблюдает за штурманом, читающим в пятый раз «Повесть о Гэндзи». Попробуй сейчас усадить Юру за роман гениальной японки! Пока Юра предпочитает безответственные геройские приключения драме человеческой души. Самого Жилина не отпускает странное чувство: будто он оставил на Земле что-то важное. Там молодёжь, дети. Скольким вещам он мог бы их научить!

В лучшей космической обсерватории с Юриной помощью удаётся выяснить, что директор стравливает между собой ребят, мешая им делать самостоятельные научные проекты. За произвол Юрковский снимает директора с должности.

Юрковский просит директора системы переправить Юру туда, где сейчас работает группа Бородина. Экипаж «Тахмасиба» знакомится с ребятами, исследующими кольца Сатурна.

Жилин рассказывает всем подлинную научную историю. На острове Хонсю нашли систему пещер. В одной обнаружены окаменевшие следы первобытных людей. Между следами босых ног — один-единственный след от ботинка. Никаких сомнений в возрасте следа нет. Выдвигаются версии, откуда он мог там взяться. Второй след от ботинка в пещере остался на потолке.

Юрковский уговаривает Быкова дать ему штурманом Крутикова на космограф. Они летят к кольцам Сатурна.

Быков держит с нми связь. Несмотря на запреты капитана, Юрковский и Крутиков подходят к кольцу слишком близко. Кольцо изумительно красиво. Юрковский и Крутиков подходят всё ближе, слышна фраза: «Вот они где, пришельцы». У них есть какая-то находка. Потом что-то происходит. Быков понимает, что друзья погибли.

Теперь Юра осознаёт: никакой подвиг не стоит жизни, больно терять людей, когда их знаешь.

Быков и Жилин прибывают на Землю. За колонной бортинженер видит женщину. Её обрюзгшее лицо ему знакомо. Жилин думает, что главное — на Земле, и решает остаться здесь.