Główny, realistyczny wątek to historia młodego moskiewskiego inżyniera nazwiskiem Łoś, zaangażowanego w „budowę nowej Rosji”. Łoś, krótko po ślubie, otrzymuje często wielomiesięczne nakazy pracy w odległych częściach Rosji, podczas gdy jego żona Natasza zostaje w Moskwie. Łoś zaczyna podejrzewać żonę o niewierność - z czasem te podejrzenia przeradzają się w obsesję.
Gdy Łoś pracował w Moskwie, projektował w wolnych chwilach z przyjacielem, inżynierem Spiridonowem, statek kosmiczny będący w stanie polecieć na Marsa. Na odległej budowie na wschodzie Rosji Łoś dostaje list od Spiridonowa, w którym kolega informuje go o swojej emigracji na Zachód i o schowku, w którym ukrył na wpół ukończoną dokumentację statku kosmicznego.
Łoś wyrusza do Moskwy, by kontynuować dzieło przyjaciela. Po przyjeździe idzie do swojego mieszkania. Tam ulega złudzeniu, że Natasza zdradza go właśnie z sublokatorem. Inżynier pod wpływem emocji halucynuje, że strzela do żony raniąc ją śmiertelnie. Ucieka, ale traci coraz bardziej kontakt z rzeczywistością. W swoich fantazjach na jawie przyjmuje tożsamość Spiridonowa, buduje w rekordowym tempie statek kosmiczny i startuje w kierunku Marsa.