Dal pianeta ghiacciato Thule giungono alla Base Alpha misteriosi e contradditori messaggi: una voce invita gli Alfani a scendere sul pianeta, mentre un'altra li scongiura di andarsene.
John Koenig guida una spedizione con
Alan Carter,
Helena Russell e
Victor Bergman per rintracciare gli abitanti del pianeta. Ma su Thule le condizioni atmosferiche sono proibitive: il gruppo si disperde in una tormenta di neve.
Koenig, Bergman e la Russell vengono ritrovati appena in tempo dagli abitanti di Thule, che si rivelano essere i superstiti della spedizione terrestre Urano, dati per dispersi nel 1986.
Una volta al sicuro in una caverna di ghiaccio, il dottor Cabot Rowland racconta che la loro astronave era stata investita da una tempesta di protoni che l'aveva lanciata a incredibile velocità nello spazio e nel tempo; alla fine si erano ritrovati su quel pianeta, a cui avevano dato il nome di Ultima Thule. Rowland dice anche che ci sono ormai poche possibilità di ritrovare Carter: ormai è notte e la temperatura scende a settanta gradi sotto zero.
Più tardi, mentre tutti dormono, arriva una chiamata radio da Alpha. L'unico a sentirla è Rowland, che si alza e sabota la radio, provocando un corto circuito.
Alan è in realtà riuscito a tornare all'Aquila. All'alba tenta di comunicare con la base, invano. Decide allora di decollare, per evitare che la neve e il ghiaccio ricoprano completamente l'astronave,
L'Aquila abbandona il pianeta poco prima che Koenig la raggiunga. Il comandante torna allora alla caverna. Qui Helena gli dice di aver scoperto che su Thule è l'anno 2870, e che i suoi abitanti sono sempre gli stessi, sempre uguali, da più di ottocento anni.
Rowland rivela che, in seguito ad alcuni suoi esperimenti, i terrestri di Thule sono ormai immortali e che, con i rottami della sonda di Urano, stanno costruendo una nuova astronave, con cui muoversi liberi per l'universo. Rowland propone agli Alfani di unirsi a loro.
Koenig sembra indeciso; notando la sua perplessità, Jack Tanner, l'ex capitano della missione Urano, ora impazzito, lo porta in una caverna nascosta. Qui si trovano alcune persone, completamente prive di forza di volontà e ridotte allo stato vegetativo: sono le vittime degli esperimenti di Rowland per la ricerca dell'immortalità. Anche Tanner una volta era finito lì, ma dopo molti anni aveva recuperato abbastanza lucidità da uscirne; in più ora si ritrova con capacità psichiche nuove, che lo mettono in grado di vedere il futuro.
Koenig torna dagli altri appena in tempo per bloccare Rowland, prima che sottoponga Bergman a uno dei suoi esperimenti. Contemporaneamente, nel laboratorio irrompono alcuni Thuliani ribelli, che prima di venire bloccati riescono a distruggere le macchine dello scienziato.
Koenig racconta a Helena e a Victor della caverna degli alienati, ma i due sono comunque affascinati dalle possibilità delle scoperte di Rowland. Nel frattempo, alla caverna arriva Carter con
Bob Mathias. Gli Alfani decidono di mettere in votazione se restare tutti sulla Base o se trasferirsi su Thule. Qualcuno deve tornare sulla Luna per illustrare la situazione agli altri. Rowland si offre per sostenere le proprie ragioni. Koenig chiede a Tanner di andare anche lui, ma il capitano rifiuta: in preda alla follia, fugge, urlando che nessuno deve lasciare il pianeta.
John si offre per rappresentare i Thuliani contrari a Rowland, che accettano. L'Aquila decolla alla volta della Luna.
Nel modulo passeggeri, Rowland illustra a Helena il futuro che li attende; contemporaneamente, nella carlinga, Koenig chiede ad Alan se potrà contare sul suo appoggio, una volta su Alpha. Carter sta per rispondere, quando dal modulo arriva un grido.
I due accorrono: Helena sta urlando in preda al terrore. Anche Victor è sconvolto: in pochi istanti, il corpo di Cabot Rowland si è decomposto in un ammasso di carne putrefatta. I Thuliani sono esseri viventi congelati e costretti a restare sul pianeta di ghiaccio per l'eternità.
Nonostante Thule sia azzurro, in una scena sullo schermo della Base appare rosa.