1992 – na University of Arizona uzyskał tytuł magistra geologii. Później był hydrogeologiem w Los Angeles (Kalifornia). Pracował nad zagadnieniem zanieczyszczenia wód gruntowych.
1994–1996 – jako wolontariusz organizacji Korpus Pokoju pracował w szkole podstawowej w Dominikanie, gdzie zajmował się propagowaniem świadomości ekologicznej. Przeszkolił również ponad 300 nauczycieli w zakresie nowoczesnych metod nauczania.
1997–1998 – był zatrudniony w Karaibskim Centrum Badań Morskich (Caribbean Marine Research Center) mającym swoją siedzibę w dystrykcie Exumas na Bahamach. Później w Vero Beach na Florydzie w ramach projektu odtworzenia lasów mangrowych pracował jako koordynator odbudowy linii brzegowej.
1999–2004 – uczył m.in. matematyki w Melbourne High School oraz Dunnellon Middle School na Florydzie.
2004 – 6 maja został przyjęty do korpusu amerykańskich astronautów (grupa NASA-19) jako kandydat na specjalistę misji-pedagoga. Joseph Acaba oraz Dorothy Metcalf-Lindenburger i Richard Arnold zostali wybrani do zespołu astronautów w ramach programu „Pedagog-astronauta” (Educator Astronaut Program). Przyznanie trójce nauczycieli statusu astronauty miało na celu zachęcenie młodzieży do zainteresowania się badaniami przestrzeni kosmicznej. Jeszcze w tym samym roku rozpoczął szkolenie specjalistyczne, w ramach którego zapoznał się z budową Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz promu kosmicznego. Przeszedł również trening przetrwania w warunkach ekstremalnych.
2006 – 10 lutego zakończył podstawowe szkolenie uzyskując uprawnienia specjalisty misji – pedagoga (Educator Mission Specialist). Później został skierowany do pracy w Biurze Astronautów NASA. Trafił do Wydziału Stacji Kosmicznej (Space Station Branch), gdzie w zespole ds. integracji sprzętu zajmował się rozwiązywaniem problemów technicznych jakie pojawiały się pomiędzy NASA a ESA.
2007 – w październiku powierzono mu funkcję specjalisty misji w załodze STS-119.
2009 – w dniach 15–28 marca uczestniczył w blisko 13-dniowej misji STS-119.