Возможно ли, теоретически, что одноступенчатая ракета сможет выйти в космос?

Answer 1

И не только теоретически, это зависит от того, что считать "космосом" :
Первым рукотворным объектом, пересекшим линию Кармана и вышедшим в космос, была одноступенчатая немецкая ракета Фау-2. Высота полётов достигала 188 км.

Answer 2

Может. Только отношение массы всей ракеты к массе полезного груза получается очень невыгодное. Лучше всего 3 ступени. Иногда 2. 1 ступенчатые космические не делают - очень невыгодно.