steps.step ewaluuje do tablicy ciągów w tym przypadku ["s1", "s2"] . Zwykła $lookup obsługuje takie porównanie i robi $in za kulisami.
W drugim przykładzie używasz $expr więc musisz używać języka wyrażeń, dlatego musisz użyć $in operator:
$expr: { $in: ['$_id', '$$stepId'] }