Используй тепловую трубу, которая будет вести от датчика к холодному участку корпуса – вода сама будет выступать в роли охладителя, никакого питания не потребуется. Сделай трубу из меди или алюминия для высокой теплопроводности, и сделай ребра тонкими, чтобы морская вода могла свободно по ним протекать. Если получится, вмонтируй в корпус датчика материал, меняющий фазу – он будет плавиться, когда датчик нагревается, и застывать, когда вода остывает, поглощая тепло без какой-либо циркуляции. И, обязательно, хорошо герметизируй корпус датчика; плотное уплотнение позволит воде вокруг обеспечивать естественную конвекцию.

Отличная мысль насчёт испытания на прочность – на глубине 10 метров давление будет примерно на 1 бар выше, поэтому используй фланцевое соединение с уплотнительным кольцом толщиной 2,5 мм, рассчитанное на давление 1,5 бара. У меня трубка медная, наружный диаметр 12 мм, толщина стенки 1 мм, рассеивает около 0,4 градуса на ватт – это даёт хороший запас прочности, если твой датчик потребляет до 2 ватта. Что касается ребер, делай зазор между ними 3 мм, чтобы вода проходила свободно; тогда термическое сопротивление ребер будет меньше 0,2 градуса на ватт. Фазопереходный материал с температурой плавления 60 градусов по Цельсию поглощает примерно 200 джоулей на грамм, поэтому плитка весом 5 грамм удержит тепло на пару минут. Следи за чистотой всех соединений и прокладывай кабели, используя цветовую кодировку – так ты точно не запутаешься, когда будешь проводить испытание на прочность.