Как удается разгонять космические аппараты выше (8-11 км/с), если скорость истечения топлива в ракетном двигателе не превышает 4,5 км/с?

Разгон космических аппаратов до скоростей 8–11 км/с возможен, даже если скорость истечения топлива в ракетном двигателе не превышает 4,5 км/с, благодаря закону сохранения импульса. yandex.ru space.stackexchange.com

Истекающее топливо придаёт кораблю не скорость, а ускорение (импульс). yandex.ru Изменение импульса приводит к возникновению постоянной силы тяги, которая и сообщает ускорение. yandex.ru За счёт этого ускорения меняется скорость корабля. yandex.ru

Также для разгона космических аппаратов могут использоваться и другие методы, например:

• Тросовые системы. forum.ixbt.com ru.wikipedia.org Механизмы подачи груза устанавливают грузы в управляемые захваты тросовых систем, после чего тросы, приводясь штангами во вращение, начинают разматываться. forum.ixbt.com Когда угловая скорость на концах тросовых систем составляет, например, 10 км/с, управляемые захваты в противоположных точках пространства выпускают грузы. forum.ixbt.com Соответственно корабль получает импульс и двигается в противоположном направлении. forum.ixbt.com
• Инерционный двигатель. ru.wikipedia.org Основан на изменении момента инерции аппарата на различных участках орбиты. ru.wikipedia.org
• Гравитационный манёвр. ru.wikipedia.org В этом случае для разгона или торможения используется гравитация небесных тел. ru.wikipedia.org