Detlef begann 1988 bei der Kayser-Threde GmbH in München als Raumfahrt-Projektingenieur für Spacelab-Experimente. 1990 ging er wieder an die TU München zum Lehrstuhl für Raumfahrttechnik . Er promovierte dort mit einer experimentellen Arbeit zur Kraterentstehung in Eis-Gesteins-Gemischen. 1994 ging er an das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) als technischer Manager für das Projekt OSIRIS, das ist die wissenschaftliche Kamera für die europäische Rosetta-Mission. Seit November 1997 ist er bei der europäischen Weltraumbehörde ESA. Er arbeitete erst als sogenannter Science Operations Manager für Rosetta (Nov 1997 bis Mai 2007) und Venus Express (2004 bis Sep 2007) sowie als Science Ground Segment Development Manager von BepiColombo (2006 bis Aug 2009) aufzubauen. Er war auch beim Aufbau der Science Operations Centres für Smart-1 und Mars Express involviert. Seit Oktober 2007 ist er Study Scientist für Marco Polo, eine Mission die zu einem Near-Earth Object fliegen soll und eine Probe zurückbringt. Weiterhin ist er Projektwissenschaftler für den Europäischen Beitrag zu der Indischen Mondmission Chandrayaan-1 (seit Jun 2007). Er war von Sep 2007 bis Sommer 2008 Study Scientist für die MoonNEXT Mission, die einen Lander und Rover zum Mond bringen könnte.
Seit Januar 2008 ist er der sogenannte Near-Earth Object Manager in ESA's Space Situational Awareness Programm.
Außerdem arbeitet er an den Auswertungen von Videobeobachtungen von Meteoren und ist bei den EuroPlanet Arbeitsgruppen zum Thema Meteoren aktiv, wie z.B. dem EuroPlanet N3 Workshop for Meteor Orbit Determination (MOD).