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Die junge Astronautin Sarah hat sich ein hohes Ziel gesetzt: Sie will als erste Frau den Mars erforschen. Als sie für die einjährige Weltraummission Proxima ausgewählt wird, beginnt eine intensive Vorbereitung auf den Aufbruch ins All und den Abschied von der Erde. Zusammen mit ihren Crew-Mitgliedern bereitet sich Sarah im ESA-Trainingsprogramm auf das Funktionieren im Kosmos vor. Sie geht an ihre physischen und psychischen Grenzen und lernt in jeder Situation, die Kontrolle zu bewahren. Alles in ihr ist auf jenen Moment hin konditioniert, in dem sie die Erde verlässt. Nur eines kann sie nicht trainieren: den Abschied von ihrer kleinen Tochter Stella. Sarahs letzte Tage vor ihrem Flug ins All sind geprägt von dem Kampf, das Unvereinbare zusammen zu zwingen: ihre Verantwortung für den Menschen, der ihr alles bedeutet und die unbedingte Hingabe an ihren Beruf. Sarah möchte sich von Stella nicht verabschieden, ohne ihr begreiflich zu machen, wie großartig und notwendig die Aufgabe ist, der sie sich verschrieben hat. Sie riskiert am Ende alles, um Stella zu zeigen, wie sehr sie sie liebt und dass diese Liebe auch an einem so unbegreiflichen Ort wie dem Weltraum immer existieren wird.
Mit ihrer Geschichte über eine Astronautin, die ihren beruflichen Traum nur dann erfüllen kann, wenn sie sich von ihrer Tochter trennt, gelingt Regisseurin Alice Winocour ein tief berührendes und wichtiges Drama. Mit großer poetischer Kraft zeigt PROXIMA: DIE ASTRONAUTIN den Widerspruch zwischen Beruf und Familie als das, was er für viele Frauen jeden Tag ist: eine übermenschliche Aufgabe. Eva Green brilliert in dem mit Lars Eidinger, Matt Dillon und Sandra Hüller exzellent besetzten Ensemble als zielstrebige Wissenschaftlerin, die sich von der Erde trennen muss, um das zu werden, was sie ist: eine Frau auf einer überirdischen Mission.