En la exploración del espacio profundo, los Analizadores de Iones Pickup (PUIAs) operan bajo diversos entornos térmicos en órbita, donde el acoplamiento de deformación por estrés térmico puede degradar severamente su rendimiento y estabilidad a largo plazo. Para abordar el análisis del campo de temperatura para los PUIAs en órbita, en este estudio, proponemos un marco de simulación acoplado que integra el flujo de calor externo, el cálculo paralelo del campo de temperatura y el análisis de deformación termoelástica, estableciendo un vínculo sistemático desde las entradas térmicas hasta el análisis de rendimiento. Basado en los resultados del flujo de calor externo, un algoritmo de descomposición LU paralelo redujo el tiempo de cálculo de 11.8 h a 2.9 h para soluciones rápidas del campo de temperatura. A 38 unidades astronómicas (UA), la distribución de temperatura del instrumento varió de -45 grados C a 51.13 grados C, con errores de simulación en comparación con las simulaciones de COMSOL que cumplen con los requisitos de precisión de ingeniería. La máxima deformación termoelástica inducida por gradientes térmicos alcanzó 0.110 mm. La degradación del rendimiento debido a la deformación en métricas clave, incluyendo la resolución de energía de iones, la resolución angular, el campo de visión de detección, el factor geométrico y la resolución de masa, fue inferior al 7.2%. Esta investigación mejora la eficiencia computacional del campo de temperatura y cuantifica sistemáticamente los efectos de la temperatura en el rendimiento de los PUIAs en entornos de espacio profundo, y la metodología propuesta podría proporcionar apoyo técnico para optimizar las estrategias de gestión térmica en órbita.