Тогда напрашивается "большой" криостат заполненный инертным газом + внутри него "маленький" (или два) на азоте? "Большой" криостат сможет охлаждать даже Пельтье.

Только сброс тепла от Пельетье смущает, насколько он может помешать (нужно ли его далеко отводить).