Na da hast du dir aber ordentlich was vorgenommen. Ich würde auch die Lösung mit dem MAX favorisieren. Hier ist dessen Datenblatt: http://www.adafruit.com/datasheets/MAX31855.pdf
Der hat eine SPI Schnittstelle und du kannst davon etliche kaskadieren. Und du brauchst bei N Sensoren N+2 Pins die CS Eingänge (Chip Select, also Auswahl) verbindest du mit jeweils einem Ardino Pin. Auch da sollten Lösungen mit Multiplexern möglich sein. Die größte Herausforderung sehe ich in der Temperatur. Elkos haben wie Akkus und Batterien nur ein Bruchteil ihrer Kapazität bei Kälte.
Also ggf. die Standardelkos raushauen und eine Kombination aus Vielschichtkeramikkondensatoren und Tantalelkos (haben einen Feststoffelektrolyt) verwenden. Bei Akkus tippe ich mal auf Nickelcadmium oder Nickelmetallhydrid. Die Kalilauge darin sollte noch am frostsichersten sein. Packe alle Elektronik in eine geschlossene Box und einen Messfühler in die Box. Dann weißt du, was für ein Mikroklima sich darin entwickelt und mit welchen Temperaturen du rechnen mußt. Gegebenenfalls mußt du die Box sogar beheizen. Da kannst du auch einen Arduino als Thermostat programmieren mit Heizwiderstand. Das ganze Projekt ist sehr anspruchsvoll, aber nicht unlösbar. Selbst der Verkabelung mußt du Augenmerk schenken. Unter -10°C wird normales "Wald und Wiesenkabel" bocksteif und bricht! Zumindest die Isolation. Besorge dir Siliconkabel, so die Kabel nicht absolut unbeweglich bleiben, wärend des Fluges.
Das sind nur die Dinge, an die ich spontan denke...
Gruß Gerald